Propriedades Mecânicas Da Madeira: O Que Ela Possui? O Que é Força, Do Que Depende E Como Difere Da Elasticidade? Que Outras Propriedades São Mecânicas?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Última modificação: 2024-01-15 04:17

A madeira é um material bastante popular que encontra aplicação em várias áreas da vida humana. Ao mesmo tempo, nem todas as pessoas sabem que as matérias-primas possuem uma série de características únicas. Hoje, em nosso artigo, examinaremos mais de perto as propriedades mecânicas da madeira.

Peculiaridades

As propriedades mecânicas da madeira caracterizam a qualidade geral do material e estão em proporção direta a ele. Os indicadores mais importantes de resistência mecânica incluem a capacidade de uma árvore de suportar cargas de tipos estáticos e dinâmicos.

Por isso para determinar as propriedades mecânicas que um material possui, ele é esticado, comprimido, dobrado e cisalhado . Deve-se ter em mente que a madeira é chamada de material anisotrópico, respectivamente, a matéria-prima pode ter propriedades diferentes dependendo da direção em que é afetada. Existem 2 direções no total: radial e tangencial.

O que é força e do que depende?

A característica mecânica mais importante da madeira é a sua resistência. As características de resistência têm um impacto direto sobre como e em que nível um material pode resistir e resistir a fraturas indesejadas.

É importante notar o fato de que existe uma relação direta entre a força e a direção do impacto na madeira. Assim, a resistência da matéria-prima é 20 vezes maior quando o impacto é ao longo das fibras do que se a pressão for aplicada transversalmente.

A classe média (chamada de "intermediária") é ocupada por coníferas . Taxas mais altas são características, por exemplo, para a bétula - é por isso que várias estruturas de suporte e suporte são freqüentemente feitas a partir dela, bem como elementos para os quais é importante uma maior resistência ao desgaste.

É interessante. Os indicadores de força permissível e seus limites (mínimo e máximo) não podem ser determinados independentemente em casa. Esses procedimentos são realizados exclusivamente em condições de laboratório. Ao mesmo tempo, experimentos e experimentos são realizados exclusivamente com base nas regulamentações estaduais em vigor.

Deve-se notar que o nível de resistência e elasticidade é influenciado pelo nível de umidade . Assim, quando umedecido, ocorrem reações específicas no interior da madeira, que reduzem sua resistência. Além disso, esta disposição é relevante apenas se o nível de umidade subir para 25%. Umedecimento adicional não difere em nenhuma reação significativa e não afeta os indicadores de força. Os especialistas entendem isso.

Por isso para comparar os indicadores de resistência de diferentes rochas, você precisa se certificar de que seus indicadores de umidade são idênticos - só neste caso é possível falar de um resultado objetivo e imparcial.

Além da umidade, ao medir a resistência, também é importante prestar atenção à natureza e à duração das cargas . Por exemplo, as cargas estáticas são constantes. Além disso, são caracterizados por um aumento lento e gradual. Por outro lado, as cargas dinâmicas são relativamente curtas. De uma forma ou de outra, ambas as cargas podem destruir madeira.

Deve-se ter em mente que os indicadores de resistência, seus limites e limites diferem dependendo do tipo específico de deformação

Alongamento . Se falamos sobre a resistência à tração da madeira, então este indicador é 1.300 kgf / cm2 (e este parâmetro é relevante para todas as variedades). Em tal situação, a estrutura interna da madeira é de importância decisiva. Se as fibras estiverem dispostas corretamente e estruturadas, a resistência aumenta (e vice-versa). A força difere dependendo se a madeira é esticada ao longo ou transversalmente. No primeiro caso, o indicador é bastante grande e, no segundo, é 20 vezes menor e equivale a 65 kgf / cm2. É por causa dessas características mecânicas que a madeira raramente é usada para criar produtos que trabalhem em tensão transversal.

Compressão . Como qualquer outro impacto na madeira, pode ser realizado tanto no sentido longitudinal quanto no transversal. Se falamos em compressão ao longo das fibras, então é importante notar que neste caso a rocha será encurtada (é assim que o processo de deformação se manifestará externamente). Deve-se também ter em mente que a resistência da madeira, que é comprimida não ao longo, mas transversalmente, é significativamente reduzida, especificamente em 8 vezes. Em condições de laboratório, a árvore é comprimida nas direções radial e tangencial. No decorrer da realização de tais experimentos, os cientistas estabeleceram com certeza que a resistência à compressão de diferentes rochas não é a mesma. Assim, rochas com raios centrais são distinguidas por indicadores mais altos sob compressão radial. Por outro lado, as coníferas apresentam valores de resistência bastante elevados, mesmo sob compressão tangencial.

Flexão estática . Uma característica distintiva desse tipo de impacto, como a flexão estática, é que diferentes camadas de madeira recebem diferentes efeitos, a saber, as camadas superiores da madeira recebem tensões de compressão e as inferiores - alongam-se ao longo das fibras. Entre as camadas superior e inferior, existe uma camada especial que não sofre nenhuma pressão. Tradicionalmente, essa camada é chamada de neutra. Inicialmente, a destruição do material começa na zona esticada inferior, em conexão com a qual as fibras extremas de madeira são rasgadas. Existe um índice de força médio, que é típico para um grande número de espécies de árvores, é de 1.000 kgf / cm2 (embora possa haver desvios deste indicador dependendo dos indicadores únicos de cada espécie específica, bem como do nível de humidade).

Mudança . Basicamente, cisalhamento é uma deformação, que é o deslocamento de uma peça em relação a outra. Existem vários tipos de cisalhamento: cisalhamento (pode ocorrer em qualquer direção) e cisalhamento. Nesse caso, é especialmente importante monitorar o quão forte a árvore permanece. Portanto, o lascamento afeta negativamente os indicadores de resistência, a rocha permanece mais forte durante o lascamento transversal.

Como vimos, a resistência é a característica mecânica mais importante da madeira. Ao mesmo tempo, uma variedade de influências pode afetar seu nível. Todos esses fatores devem ser levados em consideração durante a operação do material para não violar sua integridade.

Outras propriedades mecânicas básicas

Além da resistência, a madeira também se caracteriza por outras propriedades mecânicas e físico-mecânicas. Vamos dar uma olhada mais de perto nos principais.

Dureza

Em primeiro lugar, é necessário falar sobre uma característica de um material natural como a dureza. A dureza é uma das características mais importantes de um material e é a capacidade de resistência de uma matéria-prima em relação à penetração de um corpo sólido de uma determinada forma . Faça a distinção entre dureza final e lateral (dependendo do lado do material que é afetado). A dureza final é maior em termos de desempenho.

Importante. Note-se este facto: apesar de alguns tipos de madeira se distinguirem por um maior grau de dureza, este material ainda é inferior nestas características a matérias-primas como, por exemplo, o metal.

Dependendo dos indicadores de dureza, um material de construção como a madeira é dividido em 3 grupos principais:

• macio (por exemplo, pinho, abeto, cedro, abeto, tília, choupo, amieiro, castanha, etc.);
• sólido;
• extra difícil.

Consequentemente, na fabricação de certos produtos, é muito importante levar em consideração um parâmetro como a dureza. Por exemplo, é desejável fazer elementos decorativos de variedades moles, e apenas variedades especialmente duras são adequadas para criar estruturas de suporte.

A dureza da madeira é crítica durante a aplicação e processamento do material . Dependendo das suas necessidades específicas e âmbito de aplicação da madeira, uma ou outra opção pode ser a mais relevante e adequada.

Força de impacto

Outra característica importante que difere entre certos tipos de madeira (por exemplo, bordo e abeto) é a resistência ao impacto. Esta propriedade designa e determina a capacidade de um material de absorver cargas dinâmicas . Ao mesmo tempo, quanto maior a resistência ao impacto, menos danos e violações de integridade você observará na árvore no processo de aplicação dessas cargas muito dinâmicas. Em geral, podemos dizer que para a maioria das raças este indicador está em um nível bastante alto.

Resistência ao desgaste

Atenção especial deve ser dada à resistência ao desgaste, pois é este parâmetro que determina se a madeira é capaz de resistir em relação a cargas de atrito prolongadas. Dependendo de quão alta é a resistência ao desgaste, a vida possível do material pode variar significativamente . O nível de resistência ao desgaste é decisivamente influenciado pela direção do corte e pelas características únicas de cada espécie de madeira em particular. Deve-se ter em mente que a alta resistência ao desgaste é característica das superfícies finais. Em termos de resistência ao desgaste, a madeira seca e úmida diferem - a primeira tem um nível superior.

A capacidade de segurar suportes de metal

Como mencionado acima, a madeira é um dos materiais mais populares, difundidos e procurados, usados para criar móveis, elementos decorativos e uma grande quantidade de outros produtos. Consequentemente, ao processá-lo, um grande número de fixadores são inseridos nele, na maioria das vezes - metal . Portanto, um indicador como a capacidade de segurar os fechos de metal é de suma importância. Assim, por exemplo, os pregos podem cortar ou separar as fibras de uma árvore e os parafusos podem prender as fibras.

A capacidade de dobrar

Para criar produtos funcionais e esteticamente agradáveis, a madeira deve ser dobrada. Nesse sentido, a capacidade de dobrar é outra propriedade mecânica importante da madeira. Observe que diferentes raças têm diferentes níveis de capacidade de flexão . Assim, por exemplo, no que diz respeito às coníferas, a regra é que ao dobrar as agulhas deve-se umedecer, mas uma árvore seca praticamente não dobra (e quando se aplica alta pressão, ela pode quebrar).

Deformabilidade

As características de deformação também são essenciais. Eles afetam a rapidez (se é que afetam) as espécies de árvores se recuperam de um impacto dinâmico de curto prazo. Em combinação com a deformabilidade, uma característica como o modelo de elasticidade também desempenha um papel importante.

Por ser a madeira utilizada em várias esferas da vida humana e ser um dos materiais mais procurados, é muito importante conhecer ao pormenor todas as suas propriedades. Assim, antes de usar o material para criar certos produtos (por exemplo, móveis, elementos decorativos, etc.) todas as propriedades químicas, físicas e mecânicas devem ser examinadas cuidadosamente. Só então seu produto será durável e confiável. Lembre-se de que diferentes tipos de madeira são adequados para diferentes fins. Além disso, algumas rochas não podem ser expostas, caso contrário, simplesmente desabarão. Este conhecimento é especialmente relevante para marceneiros profissionais e outros representantes da indústria da construção.