ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Масалов А.В., Кабанов В.А., Прокофьев А.С. предложили определять значения критического коэффициента интенсивности напряжений клееной древесины по результатам испытаний балочных образцов с центральной трещиной, заданной по нейтральной оси образца по клеевому шву вдоль волокон (БОЦТ-трещин), по формуле Дж. Ф. Мерфи

Кпс = 2.8 М + 0,72q

bh ^3/2 bh ^1/2, (1)

при соотношении геометрических размероваЈl- s - 1 и а/h=2/3 (Кпс - критический

h h 2h

КИН при сдвиге; М иq- изгибающий момент и поперечная сила в сечении соответственно; 2,8 и 0,72 - параметры ортотропии древесины;b и h- ширина и высота попереченого сечения образца соответственно; l - расстояние между точками приложения нагрузок или точками опор на одной и той же стороне; s- длина балки; а - полудлина трещины).

Как отмечали авторы, во время испытаний в точках приложения нагрузки происходило неравномерное смятие древесины образцов, что по нашему мнению ведет к нестабильности и некоторому искажению результатов, вследствие потери устойчивости образцов. Для устранения этого недостатка мы предлагаем принимать соотношение полудлины трещины к высоте образца а/h=1,5(ah>1).

С целью определения пригодности данной методики для определения трещиностойкости клееной древесины провели испытания 5 серий БОЦТ-образцов, вырезанных из клееных деревянных балок заводского изготовления (материал-сосна, клей-ФР-12), с разной высотой поперечного сечения: h=19 мм; s=216 мм; l=178 мм, а=29 мм, b=40 мм;h=39 мм, s=434 мм, l=357 мм, а=59 мм, b=40 мм;h=78 мм, s=870 мм, l=715 мм, а=117 мм, b=40 мм;h=156 мм, s=1740 мм, l=1430 мм, а=234 мм, b=40 мм;h=60 мм, s=652 мм, l=536 мм, а=90 мм, b=140 мм.

В качестве критической нагрузки Рс принимали максимальную, которую выдерживал образец до разрушения, поскольку при устойчивом режиме нагружения, обеспечивающем разрушение образца через 2,5±3,5 мин после подачи нагрузки, рост трещины не был обнаружен.

Критический коэффициент интенсивности трещины определяли по формуле (2). Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Таблица.1

Как и ожидалось, в местах передачи нагрузки смятие древесины образцов не происходило, образцы во время испытаний не теряли устойчивость и разрушались хрупко со слабой акустической эмиссией. Развитие трещины, начинающейся в клеевом слое, в последующем переходило в массив древесины.

Таким образом, для определения значений критического коэффициента интенсивности напряжений при сдвиге в лабораторных условиях рекомендуем применять образцы типа БОЦТ с геометрическими размерами, удовлетворяющим условиям (2), но при отношении полудлины начальной трещины к высоте образца а/h=1,5.