Повышение деформативности хвойной древесины с целью гнутья

• Автор: Баяндин, Михаил Андреевич
• Шифр специальности: 05.21.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 151 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1 Состояние вопроса. Цели и задачи исследований

1.1 Виды гнутья древесины.

1.1.1 ростое гнуть древесины.

1.1.2 Анализ деформаций и напряжений при гнутье

1.1.3 Влияние анатомического строения древесины на деформативность

1.1.4 Простое гнуть с шиной.

1.1.5 Сложное поперечное гнуть

1.2 Анализ способов пластификации

1.2.1 Гидротермическая обработка

1.2.2 Термомеханическая пластификация древесины.
1.2.3 Химическая пластификация
1.3 Анализ технологических факторов гнутья.
1.3.1 Скорость гнутья.
1.3.2 Давление торцового упора
1.3.3 Пороки древесины
1.3.4 Качество обработки поверхности заготовок
1.3.5 Размеры и форма поперечного сечения заготовок.
1.3.6 Способы получения заготовок для гнутья
1.4 Выводы, цель и задачи исследований
2 Процессы деформирования древесины при гнутье.
2.1 Влияния субмикроскопического строения древесины на деформационные свойства.
2.2 Способы подготовки древесины гнутыо
2.3 Поперечное гну гье древесины.
2.4 Основные выводы по второй главе.
3 Методика лабораторных исследований гнутья хвойной древесины
3.1 Материалы и подготовка образцов.
3.2 Методика проведения пропитки карбамидом.
3.3 Проведение гидротермической обработки древесины.
3.4 Экспериментальная гнутарная установка
3.5 Методика проведения гнутья древесины
4 Исследование способа сложного поперечного гнутья хвойной древесины пластифицированной карбамидом.
4.1 Влияние термохимической пластификации на деформативность древесины
4.2 Исследования послойной плотности гнутой древесины
4.3 Исследование изменений микростроения при гнутье хвойной древесины
4.4 Влияние пороков древесины на качество гнутья
4.5 Исследование процесса гнутья древесины лиственницы
4.6 Выводы
5 Эксплуатационные свойства криволинейных заготовок
5.1 Влияние технологических параметров процесса гнутья на
прочностные свойства древесины.
5.2 Влияние технологических параметров процесса гнутья на физические свойства древесины
5.3 Исследование формостабилыюсти
криволинейных заготовок
5.4 Выводы.
6 Экономическая эффективность гнутья хвойной древесины.
6.1 Методика расчта экономической эффективности гнутья
пластифицированной хвойной древесины.
6.2 Расчт экономической эффективности гнутья хвойной
древесины.
Общие выводы.
Список использованных источников


Поскольку величина нормальных напряжений изменяется по сечению, возникают скалывающие напряжения, стремящиеся сдвинуть одни слои детали относительно других. В работах [, , ] утверждается, что деформация сдвига в древесине невозможна, изгиб сопровождается растяжением материала на выпуклой стороне детали и сжатием - на вогнутой. Величина возникающих деформаций растяжения и сжатия зависит от соотношения толщины бруска к радиусу загиба []. В процессе гнутья деформации растяжения и сжатия протекают одновременно, но не по всему сечению бруска, а только на участке непосредственного контакта бруска с шаблоном []. Свободный изгиб древесины сопровождается разрушением в виде разрыва наружных растянутых слоев. Автор работы [] объясняет это тем, что допустимая величина деформации растяжения у древесины очень мала, согласно диаграммы полученной И. И. Леонтьевым (рисунок 1. Деформация растяжения и сжатия. Рисунок 1. Леонтьеву И. В том случае когда, работа деформаций растяжений достигает максимального значения (площади I), равная ей площадь работы деформации сжатия составляет только незначительную часть, от возможной. При уменьшении радиуса изгиба напряжения растяжения и вызываемые ими деформации превышают предельные значения, что приводит к разрыву наружных волокон и излому бруска, в то время как деформации сжатия полностью не используются [, 1]. И.И. Леонтьев, предполагает, что брусок прямоугольного сечения изогнут по дуге окружности и что деформации прямо пропорциональны напряжениям, а нейтральный слой находится в середине бруска. I, с помощью которой, зная максимальные деформации при сжатии и растяжении, можно определить максимальное соотношение толщины заготовки к радиусу загиба. Подставив в полученное выражение значения допустимых деформаций растяжения и сжатия (Ераст и Есж), по мнению авторов работ [, 1] можно определить максимально возможные значения Ъ/Я для различных пород. Выведенное выше отношение действительно для материалов, у которых сопротивления растяжению и сжатию равны. При большем сопротивлении материала растяжению нейтральная линия будет смещаться к выпуклой стороне, что наблюдается у древесины. Ф. П. Белянкин [9] на основе своих экспериментальных и теоретических исследований предложил эпюру напряжений предельного состояния древесины при изгибе. В зоне растяжения древесина, рассматривается, как упругое тело при этом деформации и напряжения линейно зависимы. Рисунок 1. Крайние сжатые волокна, переходят в пластическое состояние, при напряжениях равных пределу прочности. Это проявляется в виде складок, которые образуются на вогнутой поверхности. Величина смещения нейтральной оси в сторону зоны растяжения при гнутье увеличивается с повышением температуры и влажности древесины. Теория, разработанная Ф. Г1. Белянкиным, согласуется с результатами экспериментальных исследований [], которые проводились на древесине бука. Следует отметить, что полученные рекомендации для гнутья древесины, использовались только для данной породы, которая в отличие от хвойной древесины имеет однородное строение и может рассматриваться с позиций механики упругопластического напряженного тела. Изменение микроструктуры древесины при деформировании исследовалось рядом отечественных и зарубежных ученых, таких как В. Е. Москалева, В. А. Баженов, В. Е. Вихров, П. Н. Хухрянский, В. Ф Ушанов, А. Вардроп, и др. Рассмотрим круг вопросов связанных с отличиями в анатомическом строении, легко поддающихся загибу, твердолиственных с хвойными породами. У хвойной древесины годичные слои состоят из ярко выраженных зон ранней и поздней древесины, отличающихся соответственно пониженными и повышенными механическими свойствами. При одной и той же плотности физические и физико-механические свойства этих пород не имеют существенных различий [, ]. Но по способности к гнутыо принципиально различаются. П.Н. Хухрянский, указывает на то, что у хвойной древесины при сжатии вдоль волокон после небольшой осевой деформации прочные, состоящие из поздней древесины пластинки быстро теряют устойчивость.