Раскрой древесных материалов в термомеханическом поле

• Автор: Семенова, Надежда Игоревна
• Шифр специальности: 05.21.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧА ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1.Физикомеханические свойства древесины.

1.1.1 Плотность.,

1.1.2 Тепловые свойства.

1.1.3 .Прочность

1.1.4 Деформируемость.

1.2. Реологические модели.

1.3. Инфракрасное излучение тонкого инструмента.

1.4.Резание древесных материалов

Выводы и задача исследования
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЕФОРМИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛА ДРЕВЕСИНЫ В ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОМ ПОЛЕ
2.1. Реологическая модель древесины как природного полимера.
2.2. Уравнения движения.
2.3. Уравнение энергии
2.4. Подобие деформированного вязкотекучего движения
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЯЗКОТЕКУЧЕГО СОСТОЯНИЯ ДРЕВЕСИНЫ В ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОМ ПОЛЕ ТОНКОГО ИНСТРУМЕНТ А
.3.1. Вязкотекучее состояние материала древесины, создаваемое
тонкой пластиной.
3.2. Тепловое поле в окрестности тонкой пластины
3.3. Вязкотекучесть древесины в окрестности струны
3.4. Тепловое поле, создаваемое струной.
3.5. Уравнение равновесия струны.
Выводы.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСКРОЯ МАТЕРИАЛА ДРЕВЕСИНЫ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИМ ПОЛЕМ
4.1. Методика проведения экспериментов.
4.2. Экспериментальная установка.
4.3. Результаты экспериментов и их факторизация
Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Научное обоснование метода перспективной технологии деревообработки путём придания материалу древесины вязкотекучего состояния высокоградиеитным термомеханическим полем, в котором происходит экологически чистый раскрой при высоком качестве поверхности. Объектом исследования является материал древесины в вязкотекучем состоянии и инструмент его раскроя. Предметом исследования являются деформационные свойства материала древесины как растительного полимера в высокоградиентном термомеханическом поле. Методы исследований. Теоретические и экспериментальные исследования основывались на математическом моделировании, механике полимеров, механике сплошных сред, механике гибкой нити, теории пограничного слоя, статистическом анализе. Достоверность научных исследований основывается на законах механики полимеров и механики сплошных сред и подтверждается результатами экспериментов. Теоретическое значение. Разработана математическая модель движения материала древесины в сложном деформируемом вязкотекучем состоянии, создаваемым высокоградиентным и скоростным термомеханическим полем тонкого инструмента. Г1о. Практическая значимость. Научно обоснован и экспериментально проверен метод эффективного, экологически чистого и качественного раскроя материала древесины и возможной его основы для высоких технологий качественной деревообработки. Место проведения. Работа выполнена в Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им. С.М. Кирова на кафедре высшей математики и кафедре технологии лесозаготовительных производств. Апробация работы. Основные результаты исследований и положения обсуждались и были одобрены на ежегодных научно-технических конференциях СПб ГЛТА (г. Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 4-х печатных работах. Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка используемой литературы 5 наименований. Общий объем работы состоит из 0 страниц текста, иллюстраций и таблиц. Плотность. У = 0). При исследовании свойств материала древесины различают несколько представлений плотности. Как показали исследования [6], этот показатель практически не зависит от породы, ввиду малой отличительности элементного химического состава. Улв. У0 = Ул. У,,. Уп. Отметим, что плотность древесинного вещества больше плотности абсолютно сухой древесины, т. Ул. У0 . Рм, = (Шд. Шв + Швз) / V*, (1. Шцз - масса соответственно воды и воздуха в образце древесины. Средние значения плотности различных пород древесины представлены в таблице 1. Таблица 1. Средние значения плотности древесины. Ро * О і и х • о Р. Ро * С 2? Данные таблицы позволяют разделить породы древесины по плотности: малой плотности (плотность 0 и менее), средней плотности (плотность 0-0) и высокой плотности (плотность 0 и выше). Теплофизические свойства материала древесины характеризуются в основном теплоёмкостью, теплопроводностью и температуропроводностью. Теплоёмкостью материала называется количество тепла, которое необходимо для изменения температуры единицы массы материала на один градус. Сс = Ч / Ц2—, (1. Ц/Л, • (1. Ъ). На рис. Поскольку, как уже отмечалось выше, химический состав у всех пород древесины практически одинаков, поэтому теплоёмкость материала древесины не зависит от породы. Теплопроводность характеризует способность вещества проводить тепло. Р'1 с1(2/<К = ч = -А. ЭТ/Зп, (1. Т - абсолютная температура, X - коэффициент теплопроводности. На рис. Видно, что увеличение плотности древесины приводит к возрастанию коэффициента теплопроводности. Коэффициент теплопроводности древесины вдоль волокон в 1,5-2 раза выше, чем в поперечном направлении, это объясняется тем, что микрофибриллы ориентированы в направлении вдоль оси ствола дерева. В свою очередь увлажнение древесины приводит к увеличению коэффициента теплопроводности, что наглядно демонстрируется графиком рис. Коэффициент теплопроводности у материала сухой древесины невелик, поэтому её можно отнести к хорошим геплоизоляторам. Рис. Диаграмма теплоёмкости материала древесины.