Механическая прочность древесины

• Автор: Тутурин, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 300 с. : 18 ил.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Введение '
1.1. Древесина как сложный конструкционный материал
органического происхождения.
1.2.Роль исследований древесины в развитии научной мысли, а также основные этапы пополнения знаний о древесине.
2. Общие сведения о древесине
2.1. Древесина как анизотропный материал органического
происхождения.
2.1.1. Постановка вопроса
2.1.2. Микроструктура древесины
2.1.3. Особенности макроструктуры
2.2.Факторы, оказывающие существенное влияние на прочность 42 древесины.
2.2.1. Влияние возраста дерева на прочность
2.2.2. Влияние объемного веса древесины
2.2.3. Влияние температуры и влажности
2.2.4. Формулы пересчета к стандартной влажности и температуре
2.2.5. Основные пороки строения и их влияние на прочность
3. Современное состояние вопроса О прочности древесины
3.1 .Простейший случай напряженного состояния — чистый сдвиг
3.2.Прочность древесины при растяжении
3.3.Прочность древесины при сжатии
3.4.Работа древесины при изгибе. 4

3.5.Кручение древесины
3.6.Сложные виды напряженного состояния
3.7.Краткие выводы
4. Трещиностойкость древесины. Анализ прочности с позиций 103 механики разрушения.
4.1.Прочность деревянного образца с позиций механики 103 разрушения.
4.2.Жесткие машины, и полный вид диаграммы «напряжение - 110 деформация» для древесины при изгибе.
4.3.Новый критерий разрушения древесины, основанный на анализе 118 исследования трещиностойкости.
5. Синтетическая теория прочности
5.1.Необходимые утверждения теории упругости
5.2.Упругая симметрия древесины
5.3.Технические постоянные
5.4.Дифференциальные уравнения равновесия
5.5.Синтетическая теория прочности
5.5.1. История вопроса
5.5.2. Параметр Лоде-Надаи и выбор инвариантов синтетической 151 теории прочности.
5.5.3. Дальнейшее развитие синтетической теории прочности
6. Подготовка и проведение экспериментального исследования 161 механических свойств древесины.
6.1.Содержание методики проведения эксперимента, а также 161 основные известные подходы к испытаниям по определению прочности древесины.
6.2.Постановка задачи

6.3.Проблемы, стоящие на пути к решению основной задачи
6.4.Предварительные сведения для обеих серий эксперимента
6.4.1. Выбор породы древесины для проведения испытаний
6.4.2. Выбор дерева, методика разделки ствола на кряжи, 170 изготовление образцов.
6.4.3. Об определении влажности образцов
6.4.4. Сушка древесины
6.4.5. Об изменении влажности сосны в зависимости от времени 179 года.
6.4.6. Математическая обработка полученных результатов с целью 181 обоснования достоверности эксперимента.
6.5.Первая серия испытаний
6.5.1. Распиловка деревьев на брусья
6.5.2. Выборка геометрических характеристик образцов
6.5.3. Распиловка брусьев на образцы
6.5.4. Дополнительные виды испытаний, проведенные параллельно 193 с испытаниями на сжатие, изгиб и растяжение.
6.5.5. Проведение эксперимента
6.5.6. Проведение испытаний на растяжение
6.6.Вторая серия испытаний
6.6.1. Постановка задачи
6.6.2. Выбор деревьев и распиловка на брусья
6.6.3. Проведение эксперимента
7. Результаты эксперимента
7.1 .Работа деревянного образца при изгибе поперек волокон
7.1.1. Типичная кривая работы образца при изгибе поперек 206 волокон.
7.1.2. Определение прочности образца
7.1.3. Зависимость прочности от объемного веса древесины

Химические соединения определяют клеточную структуру древесины.
Анатомическое строение клеточной стенки древесины изучено достаточно полно. По современным представлениям она имеет сложную слоистую оболочку. Слои существуют двух видов: первичные и
вторичные, разделенные срединной пластинкой. Срединная пластинка, состоящая преимущественно из лигнина (до 90%) с включением небольшого количества гемицеллюлоз и пектинов, обеспечивает связь между клетками. Она отличается пористым строением; капилляры занимают до 20% ее площади.
Первичные слои образованы из беспорядочно переплетенных микрофибрилл целлюлозы, способных смещаться относительно друг друга. Пустоты между микрофибриллами заполнены лигнином гранулярной структуры.
Вторичные слои определяют технологические свойства древесины и играют решающую роль при восприятии нагрузок. Микрофибриллы во вторичной оболочке ориентированы, в основном, параллельно друг другу, что обусловливает высокую механическую прочность древесины на разрыв вдоль волокон.
Клеточная структура объединяется в более сложные элементы, которые можно свести к нескольким типам, в зависимости от их функций в древесине:
- древесная паре1£хима - клетки, являющиеся местом отложения питательных веществ;
- древесные волокна - клетки, играющие роль механических волокон древесины;
- сосуды - система клеток, служащая для проведения воды с растворенными в ней минеральными веществами;