DIN 52185 Испытание древесины. Определение прочности на сжатие параллельно направлению волокон

DIN 52185 Испытание древесины. Определение прочности на сжатие параллельно направлению волокон

Стандарт «DIN 52185 Испытания древесины. Определение предела прочности при сжатии параллельно направлению волокон», разработанный Немецким институтом стандартизации (DIN), описывает метод определения предела прочности древесины при сжатии параллельно направлению волокон на небольших образцах без дефектов. Значения предела прочности при сжатии, определяемые по этому стандарту, не могут быть напрямую применены к строительным элементам, поскольку их прочность зависит от размеров и качества древесины (характеристики роста, наличие дефектов древесины). Процедура определения модуля Юнга в данном стандарте не предусмотрена.

DIN 52185 Испытание древесины. Определение прочности на сжатие параллельно направлению волокон

Для целей настоящего стандарта под прочностью на сжатие понимается максимальная сила, развиваемая при сжимающей нагрузке относительно начального поперечного сечения образца.

Для определения прочности древесины на сжатие в направлении волокон требуется следующее испытательное оборудование:

  • Прибор для измерения длины (микрометр или аналогичный), позволяющий определять размеры образца с точностью до 0,1 мм.
  • Машина для испытания на сжатие (например, машина для испытания на сжатие разрывной машины по DIN 51 221 или машина для испытания на сжатие класса 1 по DIN 51223 и DIN 51220) представляет собой устройство, в котором образец сжимается между двумя плоскими, расположенными по центру закаленными стальными пластинами. По крайней мере одна из двух стальных пластин должна быть подвижно закреплена на сферическом корпусе и иметь возможность перемещения в вертикальном направлении.
  • Прибор для измерения силы должен обеспечивать измерение до 1 процента максимальной силы сжатия.

Для определения прочности на сжатие следует по возможности использовать кубические образцы с квадратным поперечным сечением и длиной ребра 20 мм. Для древесины с очень неравномерной текстурой, особенно с обширными зонами переплетения волокон, следует по возможности использовать образцы с большей длиной ребра (до 50 мм), чтобы зафиксировать не менее пяти годичных колец или зон роста. Длина (высота) образца в направлении волокон должна быть от 1,5 до 3 мм. Поверхности образцов должны быть достаточно ровными и гладкими, чтобы размеры можно было определить с точностью до 0,1 мм. Производство следует осуществлять в условиях контролируемого климата, обеспечивая параллельность противолежащих поверхностей, особенно торцевых, и перпендикулярность смежных поверхностей.

Перед испытанием образцы необходимо хранить во влажной среде до достижения постоянного веса в стандартных климатических условиях (температура 20°C ±1°C и относительная влажность 65% ±3% в соответствии с DIN 50014). В условиях контролируемого климата постоянный вес считается достигнутым, если вес образца не изменяется более чем на 0,1% по сравнению с предыдущим взвешиванием с интервалом в 24 часа.

В сфере материаловедения и лесного хозяйства стандартизированные процедуры испытаний имеют решающее значение для обеспечения качества, надежности и безопасности изделий из древесины, используемых в строительстве, производстве мебели и различных промышленных целях. Одним из таких основополагающих стандартов является DIN 52185. Этот стандарт представляет собой строгую методологию оценки прочности древесины на сжатие вдоль направления волокон. Хотя современные европейские и международные стандарты развивались, включая в себя или заменяя элементы этого стандарта, DIN 52185 остаётся основополагающим стандартом.

Стандарт DIN 52185 был разработан для удовлетворения потребности в единообразном методе оценки механических свойств древесины при сжатии, что критически важно для таких конструкций, как балки, колонны и несущие элементы зданий. До появления этих стандартов методы испытаний значительно различались, что приводило к несоответствиям в свойствах материалов и оценках безопасности.

Хотя этот стандарт официально не отменён, он предлагает переход к новым стандартам, таким как «DIN EN 408 Деревянные конструкции. Строительная древесина и клееная древесина. Определение некоторых физико-механических свойств», которые развивают и совершенствуют первоначальные процедуры. Однако стандарт DIN 52185 продолжает действовать.

Основная цель настоящего стандарта — определение предела прочности древесины на сжатие параллельно волокнам — фундаментальной механической характеристики, которая показывает, какую нагрузку может выдержать образец древесины при осевом сжатии, не разрушаясь. Это испытание имеет решающее значение для:

  • Проектирование конструкций: инженеры используют данные для расчета безопасной грузоподъемности деревянных элементов мостов, крыш и каркасов.
  • Контроль качества: Производители обеспечивают соблюдение строительных норм и правил путем оценки однородности партий пиломатериалов.
  • Исследования и разработки: Ученые изучают различия пород древесины, эффекты обработки (например, сушки или химической пропитки), а также влияние окружающей среды на прочность.

Настоящий стандарт распространяется на образцы массивной древесины, обычно получаемые из хвойных или лиственных пород, и не распространяется на конструкционные материалы, такие как фанера или клееный брус, если не указано иное. Он уделяет особое внимание испытаниям вдоль продольного направления волокон, которое является наиболее прочным направлением древесины благодаря расположению целлюлозных волокон.

Стандартизируя такие переменные, как размеры образцов, скорости нагружения и критерии разрушения, DIN 52185 сводит к минимуму экспериментальные ошибки и обеспечивает сопоставимые результаты в разных лабораториях и странах.

Стандарт DIN 52185 описывает простой, но строгий протокол испытаний на сжатие, разработанный для универсальных испытательных машин, обычно используемых в лабораториях по материалам. Эта процедура включает в себя следующие основные этапы:

  • Подготовка образцов: Отбираются чистые, без дефектов образцы древесины размером 20 мм x 20 мм x 300 мм (сечение x длина), параллельные направлению волокон. Образцы доводятся до стандартной влажности (обычно 12% для строительной древесины) в климатической камере, имитирующей условия эксплуатации. Начальные размеры и масса точно измеряются.
  • Установка: Образец устанавливается вертикально между нагрузочными пластинами испытательной машины, обеспечивая плоскостность торцевых поверхностей и их перпендикулярность направлению волокон. Для надёжной фиксации образца применяется лёгкая предварительная нагрузка (примерно 1% от максимально ожидаемой нагрузки).
  • Нагружение и испытание: Сжимающее усилие прикладывается с постоянной скоростью 1 мм в минуту до разрушения, определяемого как 10-процентное снижение нагрузки после достижения максимального или кажущегося уровня изгиба/смятия. Данные о нагрузке и деформации непрерывно регистрируются для построения кривой напряжения-деформации. Скорость испытания обеспечивает квазистатические условия, исключая динамические эффекты.
  • Расчёт и отчёт: Рассчитать прочность на сжатие можно, разделив максимальную нагрузку на начальную площадь поперечного сечения. Результаты приводятся вместе с модулем упругости, если он получен по кривой. Также приводятся сведения о породе древесины, плотности и любых отклонениях.

Для предотвращения опасности осколков следует принять меры предосторожности, например, использовать защитные экраны вокруг машины.

Стандарт DIN 52185 оказал глубокое влияние на лесную промышленность, предоставив надежные данные для разработки норм проектирования деревянных конструкций в Европе. Например, значения прочности на сжатие, полученные в результате этого испытания, определяют допустимые напряжения в строительных нормах, сокращая излишние инженерные затраты и отходы материалов.

Настоящий стандарт используется в следующих областях применения:

  • Строительство: С целью проверки клееных деревянных балок для высотных деревянных зданий.
  • Производство мебели: обеспечить устойчивость ножек столов и каркасов стульев к ежедневным нагрузкам.
  • Исследования: Сравнительные исследования деревьев тропического и умеренного климата для устойчивого использования ресурсов.

В конечном счёте, DIN 52185 демонстрирует силу кратких и практичных стандартов, способствующих инновациям и безопасности. Стандартизируя испытания под давлением в соответствии с текстурой, он позволил инженерам уверенно строить из древесины. Будь то мобильная лесопилка или передовая исследовательская лаборатория, его принципы продолжают лежать в основе целостности конструкций во всём мире.

Наша организация, работающая на протяжении многих лет и внимательно следящая за мировыми достижениями в области науки и технологий, располагает квалифицированной командой и обширной инфраструктурой для проведения испытаний, измерений и анализа в широком спектре областей для предприятий всех секторов экономики. В этой связи мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со стандартом DIN 52185 «Испытания древесины. Определение прочности на сжатие параллельно направлению волокон».

WhatsApp