MEHANSKE LASTNOSTI LESA TRDOTA LESA TRDNOST LESA

MEHANSKE
LASTNOSTI LESA
TRDOTA LESA
JE ODPOR LESA
PROTI PRODIRANJU
TRŠEGA TELESA VANJ
JE NAJVEČJA NAPETOST,
KI NASTANE V TELESU OB
PORUŠITVI
TRDNOST
LESA
JE SPOSOBNOST materiala , DA
SE UPIRA SPREMEMBI
OBLIKE IN PORUŠITVI
ZARADI DELOVANJA
ZUNANJIH SIL
HB=F/S
DOLOČANJE
TRDOTE
PO BRINELLU
•NA PREČNEM
PREREZU TRŠI LES
KOT NA R ALI T
•VEČJA GOSTOTA –
VEČJA TRDOTA
•KASNI LES –
TRŠI OD RANEGA
•BOLJ SUH LES – TRŠI
•VEČ LIGNINA - TRŠI
HB – trdota N/mm2
F – sila
S – površina odtisa
kroglice
JE ODPOR LESA
PROTI PRODIRANJU
TRŠEGA TELESA VANJ
TRDOTA LESA
TRDI LESOVI
macesen
javor
jesen
hrast
hreh
bukev
beli gaber
gvajak
ODPOR LESA
PROTI OBRABI
(stopnice, pragovi,
parket,..)
•gost les
•suh les
•prečni prerez
.
MEHKI LESOVI
jelka
smreka
topol
kostanj
lipa
breza
jelša
balza
• metoda po Brinellu
• Jekleno kroglico s premerom 10 mm vtisnemo v les s
konstantno silo: pri mehkih lesov s silo100 N, pri srednje
trdih lesovih 500 N in pri zelo trdih lesovih s silo 1000 N.
Brinellska trdota je razmerje med uporabljeno silo in
površino odtiska HB = F/A v N/mm2.
• metoda po Janki.
• Jekleno kroglico s premerom 11,3 mm vtisnemo v les do
ekvatorja. Površina odtiska je tedaj 1 cm2. Trdota je
definirana kot sila, ki je potrebna za vtiskanje kroglice do
ekvatorja ali kot razmerje med silo in površine vtiska.
• Trdota je odvisna od smeri preskušanja: pri
anizotropnem lesu je trdota prečne površine 1,5 - 2,5 x
večja od trdote trangencialne ali radialne površine.
Tangencialna površina je nekoliko trša od radialne
površine .
Brinell Hardness Test
• The Brinell test was devised by a Swedish researcher at the
beginning of the 20th century.
• The test comprises forcing a hardened steel ball indentor into the
surface of the sample using a standard load as shown in Fig.1(a).
The diameter/load ratio is selected to provide an impression of an
acceptable diameter. The ball may be 10, 5 or 1mm in diameter, the
load may be 3000, 750 or 30kgf, The load, P, is related to the
diameter, D by the relationship P/D 2 and this ratio has been
standardised for different metals in order that test results are
accurate and reproducible. For steel the ratio is 30:1 - for example a
10mm ball can be used with a 3000kgf load or a 1mm ball with a
30kgf load. For aluminium alloys the ratio is 5:1. The load is applied
for a fixed length of time, usually 30 seconds. When the indentor is
retracted two diameters of the impression, d 1 and d 2 , are
measured using a microscope with a calibrated graticule.and then
averaged as shown in Fig.1(b).
•
Janka Steel Ball Hardness Test
For
Wood
The Janka Hardwood Scale was invented in 1906 by Gabriel Janka {1864 1932}, an Austrian wood researcher and is an adaptation of the Brinell
Hardness Test for metals. The American Society for Testing and Materials
{ASTM} standardized the test in 1927.
•
The Janka Hardness Test measures how hard wood is. It measures the
pounds of force (lbf) required to drive in a steel ball with a diameter of 11.28
millimeters {0.444 inches} into the wood to half its diameter. The higher the
number the harder the wood. This procedure was chosen so that the
result would leave an indention of exactly 100 square millimeters {0.16
square inches} in size.
•
It is one of the best ways to determine how easily a particular wood species
will dent, ding, scratch and wear. It also suggests how difficult a species
will be to saw, plane, route, sand, nail and work in general.
•
The hardness of wood usually varies with the direction of the wood grain.
When testing is done on the surface of a plank, perpendicular to the grain,
the test is said to be of side hardness. Any particular wood species will
deviate in hardness from one piece of lumber to another. The below
numbers are an average side hardness with the wood at 12% moisture
content. Most pieces of wood in the same specie will be plus or minus 10%
of the below numbers.
• Trdota je odvisna od smeri preskušanja: pri
anizotropnem lesu je
• trdota prečne površine 1,5 - 2,5 x večja od trdote
trangencialne ali radialne površine.
• Tangencialna površina je nekoliko trša od radialne površine
.
NAPETOSTI V LESU
LES OBREMENIMO Z ZUNANJO SILO –
LES SE UPIRA SPREMEMBI –
V LESU NASTANEJO NAPETOSTI
STATIČNA OBREMENITEV
TLAČNA OBREMENITEV
s=F/S
s- NAPETOST
s - N/m2=Pa
N/mm2=MPa
DINAMIČNA OBREMENITEV
NATEZNA OBREMENITEV
NATEZNI PREIZKUS
-leseno palico (l) vpnemo
-obremenimo na nateg v osni smeri
-palica se podaljša za raztezek, ki ga merimo
-palica se DEFORMIRA
-les se upira deformacijam – v njem nastanejo
NAPETOSTI
s=F/S
l

l
PLASTIČNO OBMOČJE
V LESU NASTANEJO TRAJNE –
PLASTIČNE DEFORMACIJE
s  E
PROPORCIONALNA
MEJA
V ELASTIČNEM
OBMOČJU VELJA
HOOKOV
ZAKON
ELASTIČNO OBMOČJE
PO PRENEHANJU OBREMENITVE SE
LES POVRNE V PRVOTNO OBLIKO –
ELASTIČNE DEFORMACIJE

l
l
PRI VLAŽNEM IN
SEGRETEM LESU NASTANEJO
PRI ENAKI SILI
VEČJE PLASTIČNE DEFORMACIJE
LESA!!
KRIVLJENJE LESA!!
HOOKOV
ZAKON VELJA
V ELASTIČNEM
OBMOČJU
HOOKOV
ZAKON
Raztezek (specifična deformacija)
je premosorazmeren z napetostjo.
s  E
l
s  E
l
l

l
s– ELASTIČNA NAPETOST (N/m2=Pa, N/mm2=MPa)
– SPECIFIČNA deformacija
E – modul elastičnosti (N/mm2= MN/m2=MPa)
KO SILA DELUJE V SMERI
LESNIH VLAKEN
MODUL
ELASTIČNOSTI - E
JE VEČJI
PRI NORMALNI TEMPERATURI
ČE JE LES SUH
ČE JE RAST PRAVILNA
PRI LESU Z VIŠJO GOSTOTO
Določajo jih
predpisi in
standardi!
V izdelkih izkoriščamo le del
trdnosti materiala!
DOPUSTNA
NAPETOST
Nahaja se v območju elastičnih deformacij!
s m aks
VARNOSTNI KOLIČNIK =
s dop.
Je razmerje med največjo napetostjo v materialu in dopustno napetostjo.
Lesene konstrukcije od 2 do 15.
LEZENJE
RELAKSACIJA –
POPUŠČANJE
SILE NE POVEČUJEMODEFORMACIJA PA SE
S ČASOM POVEČUJE
el – elastična def..
zad -zadržana def.
vis -viskozna def.
PRIMERI?
če je les gostejši
če je les bolj suh (velja v higroskopskem
območju – do TNCS)
če je temp. normalna
MEHANSKE LASTNOSTI LESA
SO
BOLJŠE:
če je les pravilno raščen,
brez napak
v smeri lesnih vlaken
IGLAVCI – ožje branike
VENČASTO POR. LISTAVCI –
širše branike
ODVISNOST TRDNOSTNIH LASTNOSTI
OD VLAGE
STRIŽNA
UPOGIBNA
TLAČNA
TRDNOST
LESA
NATEZNA
TLAČNA TRDNOST
V vzdolžni smeri je
polovico manjša od
natezne!
s=F/S
NATEZNA TRDNOST
Raztržna dolžina!
s=F/S
NATEZNIM
OBREMENITVAM V
PREČNI SMERI SE
IZOGIBAMO!
UPOGIBNA TRDNOST
večja od tlačne in manjša od
natezne!
GRČE
!!
STRIŽNA TRDNOST
VEZI Z ŽIČNIKI,VIJAKI
ROGELJNE VEZI
VEZI Z LASTOVIČJIM REPOM
NAJLAŽJE SE CEPI:
CEPLJENJE LESA
Je razdvajanje lesa v smeri
lesnih vlaken.
-les z ravnim potekom lesnih vlaken
-manj gost les (iglavci)
PREDNOSTI?
SLABOSTI?
IZDELKI?
-vlažen les
-v smeri trakov - radialno