ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Масалов А.В., Кабанов В.А., Прокофьев А.С. предложили определять значения критического коэффициента интенсивности напряжений нормального отрыва для клееной древесины по результатам испытаний призматических образцов с односторонним пропилом на трехточечный изгиб, где трещина задана вдоль волокон по клеевому шву (SENB-образцы), по формуле разработанной для изотропных материалов

К _1с= 6МаY, bh ² (1)

Y=1,93 - 3,09 а + 14,563 ( а) ² - 25,11( а) ³ + 25,80 ( а) ⁴ (2)

h h h h

при соотношении размеров образцов L=4h и а=0,25h (М - изгибающий момент в месте трещины (М=Рс L/2), пролет образца, Y- К-тарировка материала, а - длина трещины,b и h - ширина и высота сечения соответственно).

Мы предлагаем длину трещины принимать равной а=0,25-0,5h, поскольку по нашему мнению длина трещины в этих пределах не влияет на результаты испытаний.

С целью определения пригодности данной методики для определения трещиностойкости клееной древесины провели испытания SENB-образцов, высотойh=30 мм, пролетом L=4h=120 мм, шириной b=140 мм и глубиной инициированной трещины a=0,5h=15 мм, вырезанных из клееных деревянных балок заводского изготовления размерами 170х140х2800 мм (материал - сосна, клей - ФР-12. Влажность всех образцов перед началом испытаний составила 13,5-14%.

В качестве критической нагрузки Рс принимали максимальную, которую выдерживал образец до разрушения, поскольку при устойчивом режиме нагружения, обеспечивающем разрушение образца через 2,5-2.5 мин после подачи нагрузки, рост трещины не был обнаружен.

Образцы разрушались хрупко со слабой акустической эмиссией. Развитие трещины, начинающейся в клеевом слое, в последующем переходило в массив древесины. Это характерно для всех случаев расположения годичных колец.

Результаты испытаний сведены в таблицу 1.

* - значения разрушающих нагрузок для этих образцов были исключены из общего массива как выпадающие.

Таким образом, среднее значение КИН без учета направления волокон составило 283,76 кПа*м ^Ѕ.

Кабанов В.А., Масалов А.В. и Прокофьев А.С. при испытанияхSENB-образцов с глубиной инициированной трещины а=0,25h=10 мм и размерами h=40 мм, L=4h= =160 мм,b=140 мм получили для клееной древесины сосны (клей ФР-12) среднее значение Кic=268 кПа* м ^1/2. Сравнивая полученные результаты можно сделать вывод о том, что разница между средними значениями вязкости разрушения при длине инициированной трещины а=0,25h и а=0,5h и высоте образца 40 и30 см статистически недостоверна.

Таким образом, экспериментальное определение вязкости разрушения клееной древесины при нормальном отрыве рекомендуем проводить по методике, основанной на испытаниях образцов типа SENBвысотой не менееh=30 мм, соотношениемL=4hи а=(0,25-0,5)h.