Определение показателей оценки качества клееной древесины с учётом дефектов склеивания

• Автор: Румянцев, Михаил Владимирович
• Шифр специальности: 05.21.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 206 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Состояние вопроса

1.1 Область применения клееной древесины, требования к клееным конструкциям, условия эксплуатации

1.2 Технология склеивания и контроль качества клеевых швов

1.3 Влияние различных факторов на качество склеивания

1.4 Методы оценки прочности клеевых швов

1.5 Существующие методы определения напряжений в

клееных конструкциях

1.6 Используемые методы оценки прочности клееных конструкций

1.7 Выводы, цели и задачи исследования

2.Теоретические основы оценки . прочности клееных композиций
2.1 1 остановка задачи
2.2 Характеристики трещин
2.3 Критерии разрушения клееной древесины
3.Мсханические характеристики древесины и клеевых соединений
3.1 Характеристики статической прочности
3.2 Характеристики прочности клеевых соединений
3.3 Характеристики статической трещиностойкости
древесины
3.3.1 Методика проведения испытаний
3.3.2Влияние формы и размеров образцов на критические коэффициенты интенсивности напряжений
3.3.3.Влияние положения годичных слоев древесины на вязкость разрушения
3.3.4 Влияние влажности древесины
3.3.5 Влияние отрицательных температур на трещиностойкость увлажннной древесины
3.4 Характеристики статической трещиностойкости клеевых
соединений
3.5 Выводы
4. Исследование напряжнного состояния
4.1 Постановка задачи
4.2 Основные расчтные зависимости метода конечных элементов
4.3 Анализ напряжнного состояния древесины в. окрестностях трещины
4.3.1 Влияние размеров и расположения дефекта
4.3.2 Влияние анизотропии материала
4.3.3 Влияние неоднородностей клееной композиции
4.4 Выводы
5. Коэффициенты интенсивности напряжений
5.1 Методы определения коэффициентов интенсивности 9 напряжений
5.2. Анализ влияния различных факторов на коэффициенты интенсивности напряжений
5.2.1 Влияние размеров и расположения дефекта
5.2.2 Влияние анизотропии материала
5.2.3 Влияние неоднородности материала
5.3 Выводы
6. Исследование прочности клееных композиций с учтом дефектов склеивания
6.1 Анализ влияния различных факторов на величину разрушающих напряжений при простых случаях нагружения
6.1.1 Влияние длины трещины
6.1.2 Влияние положения дефекта
6.1.3 Влияние анизотропии и неоднородности древесины
6.2 Определение допускаемых длин дефектов при простых случаях нагружения
6.3 Анализ влияния различных факторов на величину разрушающих напряжений при сложном механизме развития 2 трещин
6.4 Определение допускаемых длин дефектов при сложном нагружении
6.5 Определение коэффициентов влияния дефектов 6 склеивания
6.6 Выводы
7. Экспериментальная проверка результатов исследований
7.1 Постановка эксперимеш а
7.2 Результаты испытаний и сравнение их с теоретическими
Выводы и рекомендации
Список литературы


При массовом выпуске однотипных прямолинейных конструкций наиболее эффективным является применение многоцилиндровых прессов, в которых обеспечивается одинаковое давление на все поршни от общего гидропривода. Давление на склеиваемые элементы передаётся прижимными башмаками, соединёнными со штоками гидроцилиндров. Составной частью технологического процесса изготовления клееных деревянных конструкций является контроль качества выпускаемой продукции. Общая система контроля качества включает три основных этапа: входной контроль, т. В процессе склеивания могут появиться скрытые дефекты, которые невозможно выявить при окончательном контроле готовых изделий, поэтому, особенно важно чётко организовать операционный контроль и контроль материалов. У пиломатериалов контролируется равномерность просыхания досок по объёму штабеля и перепад влажности по толщине материала, для чего в штабель закладывают специальные контрольные доски, из которых затем вырезают образцы для испытаний. Определение влажности заготовок в процессе изготовления деревянных клееных конструкций производится электровлагомерами. Проверка технологических свойств клеёв выполняется соответственно техническим условиям. Контроль качества готовых слоев включает проверку их влажности, пороков и дефектов формы, чистоты обработки поверхностей, прочность зубчатых соединений. В процессе сборки, запрессовки и склеивания пакетов многослойных конструкций контролю подлежат влажность и температура воздуха в цехе, удельный расход клея и равномерность его нанесения, продолжительность сборочных и запрессовочиых операций, прочность клеевых соединений. Качество клеевых соединений контролируют путём испытания специально изготовленных образцов или образцов, вырезанных из клееных элементов. При комплексной оценке качества клееных изделий рекомендуется брать образцы различных размеров. Методы испытаний клеевых соединений регламентированы соответствующими ГОСТами. Основным видом испытаний для оценки качества клеевых соединений является скалывание (сдвиг) вдоль волокон древесины []. Кроме того, исследуется раскалывание вдоль волокон [], водостойкость [], тепло- и морозостойкость [], прочность зубчатых соединений оценивается на изгиб [] и растяжение []. В качестве показателя прочности принята величина внешней разрушающей нагрузки при регламентированной скорости нагружения. Отношение разрушающей нагрузки к геометрическим характеристикам образца характеризует прочность (предел прочности). Предел прочности определяется при влажности древесины на момент испытаний. В случае необходимости его приводят к влажности или %. Для выявления дефектов в готовых конструкциях могут быть применены различные методы неразрушающего контроля. Они позволяют определить координаты, размеры и очертание дефектов. Неразрушающими методами могут обследоваться так же клеевые швы конструкций, уже находящихся в эксплуатации. Качество клееных деревянных конструкций находится в тесной связи с соблюдением технологии склеивания, то есть изготовления клееных деревянных конструкций определяется качеством исходных материалов, т. Влажность древесины влияет на образование адгезионно -когезионных связей в клеевом соединении и на эксплуатационную прочность конструкций. На практике при изготовлении конструкций принимается влажность %. Более сухая древесина интенсивно поглощает влагу из нанесённого на её поверхность клея, что вызывает обеднение клеевого шва. Повышенная влажность ухудшает смачивание и растекание клея на поверхности древесины и тормозит процесс его отвержения. Большую опасность представляет растрескивание слоев древесины в результате усадки, чем некоторое разбухание при увлажнении. При склеивании с СВЧ- нагревом недостаточно просушенной древесины интенсивно испаряющаяся влага создаёт в изделии большое внутреннее давление, которое может разрушить клеевую прослойку и саму древесину. Кроме того, пары воды могут выжать клей из клеевых прослоек, образуются «голодные» швы. Особенно опасен перепад влажности древесины в смежных слоях клееной конструкции, т. Максимальный перепад влажности в смежных слоях не должен превышать 1-2.