ГОСТ 16483.30-73* Древесина. Метод определения модулей сдвига

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Дата введения 01.01.75

Настоящий стандарт распространяется на древесину и устанавливает метод определения модулей сдвига в радиальной, тангентальной и поперечной плоскостях при сжатии под утлом 45° к направлению волокон и годичных слоев.

1. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

1.1. Машина испытательная по ГОСТ 28840 с погрешностью измерения нагрузки не более 1 %, снабженная шаровой опорой.

1.2. Тензометры механические рычажно-стрелочные с базой 20 мм, передаточным числом около 1000 и погрешностью измерения деформации не более 0,001 мм.

Допускается применять другие типы тензометров, обеспечивающие требуемую точность измерения деформации.

1.3. Штангенциркуль по ГОСТ 166 с погрешностью измерения не более 0,1 мм.

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

2.1. Образцы изготовляют по форме, размерам и рисунку макроструктуры, указанным на чертеже.

Форма и размеры образцов для определения модулей сдвига

а - в радиальной плоскости при сжатии под углом 45° к направлению волокон и радиальной плоскости (тангентальный образец); б - в тангентальной плоскости при сжатии под углом 45° к направлению волокон и тангентальной плоскости (радиальный образец); в - в радиальной или тангентальной плоскости при сжатии под углом 45° к радиальной и тангентальной плоскостям (торцовый образец)

Допускается применять клееные образцы при условии, чтобы между клеевыми швами центральная часть высоты образца была не менее 40 мм.

2.2. Точность изготовления, влажность и количество образцов должны соответствовать требованиям ГОСТ 16483.0.

При определении минимального количества образцов коэффициент вариации принимают 30 %.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

3.1. В каждом образце измеряют кривизну годичных слоев, которую определяют как отношение (в процентах) стрелы дуги годичного слоя, проходящего по середине образца, к хорде длиной 2 см.

3.2. Толщину и ширину образцов измеряют по середине их длины с погрешностью не более 0,1 мм.

3.3. На широких боковых поверхностях каждого образца проводят осевые линии. На них на расстоянии 10 мм от точки пересечения намечают места установки ножек тензометров (см. чертеж). Под ножки тензометров наклеивают (клей БФ-2 по ГОСТ 12172) подкладки из латуни по ГОСТ 931 толщиной от 0,5 до 1,0 мм, размером 5´5 мм.

3.4. На каждом образце измерение деформации производят последовательно сначала в продольном, затем в поперечном направлениях, для чего на противоположных боковых сторонах образца устанавливают одновременно два тензометра, по одному на каждую сторону, и закрепляют струбциной. Расположение ножек тензометров должно строго соответствовать разметке. Правильность установки тензометров проверяют легким постукиванием пальца по образцу. При правильной установке освобожденная стрелка тензометра колеблется около одного и того же деления шкалы.

3.5. Усилие при испытании должно совпадать с продольной геометрической осью образца. Для измерения деформации в одном направлении каждый образец подвергают шестикратному нагружению на сжатие в пределах от 150 до 600 Н.

Нагружение производят равномерно со средней скоростью (6000 ± 500) Н/мин.

Порядок нагружения и измерения деформаций следующий: сначала образец нагружают до нижнего предела нагружения, т. е. до 150 Н и сразу берут отсчет по тензометрам, затем образец нагружают до верхнего предела, т. е. до 600 Н и снова берут отсчет. После этого образец плавно разгружают несколько ниже нижнего предела, примерно на 15 %, и вновь нагружают в той же последовательности.

Отсчеты по тензометрам берут до 0,5 деления шкалы.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

3.6. После испытаний определяют влажность образцов по ГОСТ 16483.7.

Пробу на влажность длиной около 30 мм вырезают из средней части образца по всему поперечному сечению. Для определения средней влажности партии образцов допускается отбирать каждый девятый образец, но не менее трех.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Для обозначения модулей сдвига G при различных направлениях сжатия относительно направления годичных слоев и волокон при G ставят два индекса, из которых первый означает плоскость, в которой происходит сдвиг, а второй - направление сжатия, вызвавшего сдвиг.

Направление вдоль волокон обозначают индексом a, поперек волокон в радиальном направлении - индексом r и в тангентальном направлении - индексом t.

Для модулей сдвига устанавливают следующие обозначения:

G_ra - модуль сдвига в плоскости радиального разреза при сжатии под углом 45° к этой плоскости и направлению волокон;

G_ta - модуль сдвига в плоскости тангентального разреза при сжатии под углом 45° к этой плоскости и направлению волокон;

G_rt - модуль сдвига в радиальной или тангентальной плоскости при сжатии под углом 45° к этим плоскостям.

4.2. Вычисляют средние арифметические из последних трех отсчетов по каждому тензометру отдельно для верхнего и нижнего пределов нагружения и разность между средними арифметическими.

Перемещение на длине базы тензометров на каждой из широких боковых сторон в продольном ∆l₁ и ∆l₂ и поперечном ∆c₁, и ∆c₂ направлениях вычисляют, умножая разность между средними арифметическими для верхнего и нижнего пределов нагружения на цену деления соответствующего тензометра.

При расчете перемещений ∆c₁, и ∆c₂ необходимо учитывать их направления: «плюс» - при удлинении и «минус» - при укорочении.

Средние величины перемещений в продольном (∆l) и поперечном (∆c) направлениях вычисляют с точностью до 0,5·10^-6 м по формулам:

Деформацию образца в продольном (ε) и поперечном (ε₁) направлениях вычисляют с точностью до 0,0005 по формулам:

где l и c - базы тензометров, м.

Коэффициенты поперечной деформации в плоскостях тангентального, радиального и поперечного разрезов при сжатии под углом 45° к направлению волокон и этим плоскостям (μ₄₅) вычисляют с точностью до 0,0005, учитывая направление деформации, по формуле

Модуль упругости при сжатии под углом 45° к плоскостям радиального и тангентального разрезов и направлению волокон (E_45W) при влажности W в момент испытаний вычисляют с точностью до 0,5·10⁷ Па по формуле

где P - нагрузка, равная разности между верхним и нижним пределами нагружения, Н;

l - база тензометра, м;

∆l - средняя величина перемещения, соответствующая нагрузке Р, м;

a и b - размеры поперечного сечения образца, м.

Модуль сдвига образцов (G_W) с влажностью W в момент испытания вычисляют до G_ra и G_ta с точностью до 0,5·10⁷ Па и не более 0,5·10⁶ Па для G_rt с учетом знака при μ₄₅ по формуле

4.3. Модуль сдвига образцов с влажностью, отличающейся от 12 % более чем на 1 %, в пределах от 8 до 20 %, пересчитывают к влажности 12 %, с точностью до 0,5·10⁷ Па для G_ra и G_ta и до 0,5·10⁶ Па для G_rt по формуле

где G₁₂ - модуль сдвига образцов с влажностью 12 %, Па;

α - поправочный коэффициент, равный для всех пород 0,03 на 1 % влажности;

W - влажность образцов в момент испытания, %.

Модуль сдвига образцов с влажностью, равной или больше предела насыщения клеточных стенок, пересчитывают к влажности 12 % с точностью до 0,5·10⁷ Па для G_ra и G_ta и не более 0,5·10⁶ Па для G_rt по формуле

где  - пересчетный коэффициент при влажности 30 %, равный 2,18 для всех пород.

4.1 - 4.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

4.4. (Исключен, Изм. № 1).

4.5. Статистическую обработку опытных данных выполняют по ГОСТ 16483.0.

4.6. Результаты измерений и расчетов заносят в протоколы испытаний, форма которых приведена в приложениях 1 и 2.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое

ПРОТОКОЛ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЕЙ СДВИГА ДРЕВЕСИНЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. (Измененная редакция, Изм. № 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое

ПРОТОКОЛ ОТСЧЕТОВ ПО ТЕНЗОМЕТРАМ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (Измененная редакция, Изм. № 1).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством лесной промышленности СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Н.Н. Дулевский; Г.А. Чибисова, канд. техн. наук; Е.Н. Денисова; М.Г. Коневская

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 27.11.73 № 2817

3. ВЗАМЕН ГОСТ 11499-65 в части разд. 3.

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. Ограничение срока действия снято по протоколу № 4-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ (июль 1999 г.) с Изменениями № 1, 2, утвержденными в июне 1984 г., феврале 1989 г. (ИУС 9-84, 5-89)