МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Дата введения 01.01.75

Настоящий стандарт распространяетсяна древесину и устанавливает метод определения модулей сдвига в радиальной,тангентальной и поперечной плоскостях при сжатии под утлом 45° к направлениюволокон и годичных слоев.

1. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

1.1.Машина испытательная по ГОСТ28840 с погрешностьюизмерения нагрузки не более 1 %, снабженная шаровой опорой.

1.2. Тензометры механическиерычажно-стрелочные с базой 20 мм, передаточным числом около 1000 и погрешностьюизмерения деформации не более 0,001 мм.

Допускается применять другие типытензометров, обеспечивающие требуемую точность измерения деформации.

1.3.Штангенциркуль по ГОСТ 166 с погрешностью измерения не более 0,1 мм.

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

2.1. Образцы изготовляют поформе, размерам и рисунку макроструктуры, указанным на чертеже.

Форма и размеры образцов для определения модулей сдвига

а - в радиальнойплоскости при сжатии под углом 45° к направлению волокон и радиальной плоскости(тангентальный образец); б - втангентальной плоскости при сжатии под углом 45° к направлению волокон итангентальной плоскости (радиальный образец); в - в радиальной или тангентальной плоскости при сжатии подуглом 45° к радиальной и тангентальной плоскостям (торцовый образец)

Допускается применять клееные образцыпри условии, чтобы между клеевыми швами центральная часть высоты образца былане менее 40 мм.

2.2.Точность изготовления, влажность и количество образцов должны соответствоватьтребованиям ГОСТ16483.0.

При определении минимальногоколичества образцов коэффициент вариации принимают 30 %.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

3.1. В каждом образце измеряюткривизну годичных слоев, которую определяют как отношение (в процентах) стрелыдуги годичного слоя, проходящего по середине образца, к хорде длиной 2 см.

3.2. Толщину и ширину образцовизмеряют по середине их длины с погрешностью не более 0,1 мм.

3.3. Нашироких боковых поверхностях каждого образца проводят осевые линии. На них нарасстоянии 10 мм от точки пересечения намечают места установки ножектензометров (см. чертеж). Под ножки тензометров наклеивают (клей БФ-2 по ГОСТ12172) подкладки из латуни по ГОСТ 931 толщиной от0,5 до 1,0 мм, размером 5´5 мм.

3.4. На каждом образце измерениедеформации производят последовательно сначала в продольном, затем в поперечномнаправлениях, для чего на противоположных боковых сторонах образцаустанавливают одновременно два тензометра, по одному на каждую сторону, изакрепляют струбциной. Расположение ножек тензометров должно строгосоответствовать разметке. Правильность установки тензометров проверяют легкимпостукиванием пальца по образцу. При правильной установке освобожденная стрелкатензометра колеблется около одного и того же деления шкалы.

3.5. Усилие при испытании должносовпадать с продольной геометрической осью образца. Для измерения деформации водном направлении каждый образец подвергают шестикратному нагружению на сжатиев пределах от 150 до 600 Н.

Нагружение производят равномерносо средней скоростью (6000 ± 500) Н/мин.

Порядок нагружения и измерениядеформаций следующий: сначала образец нагружают до нижнего предела нагружения,т. е. до 150 Н и сразу берут отсчет по тензометрам, затем образец нагружают доверхнего предела, т. е. до 600 Н и снова берут отсчет. После этого образецплавно разгружают несколько ниже нижнего предела, примерно на 15 %, и вновь нагружают в той жепоследовательности.

Отсчеты по тензометрам берут до0,5 деления шкалы.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

3.6.После испытаний определяют влажность образцов по ГОСТ16483.7.

Пробу на влажность длиной около30 мм вырезают из средней части образца по всему поперечному сечению. Дляопределения средней влажности партии образцов допускается отбирать каждыйдевятый образец, но не менее трех.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Для обозначения модулейсдвига G при различных направлениях сжатия относительнонаправления годичных слоев и волокон при G ставят два индекса, изкоторых первый означает плоскость, в которой происходит сдвиг, а второй -направление сжатия, вызвавшего сдвиг.

Направление вдоль волоконобозначают индексом a, поперек волокон в радиальном направлении -индексом r и в тангентальномнаправлении - индексом t.

Для модулей сдвига устанавливают следующиеобозначения:

G_ra - модуль сдвига в плоскости радиального разреза при сжатии под углом 45°к этой плоскости и направлению волокон;

G_ta - модуль сдвига в плоскости тангентальногоразреза при сжатии под углом 45° к этой плоскости и направлению волокон;

G_rt - модуль сдвига в радиальной илитангентальной плоскости при сжатии под углом 45° к этим плоскостям.

4.2. Вычисляют средниеарифметические из последних трех отсчетов по каждому тензометру отдельно дляверхнего и нижнего пределов нагружения и разность между среднимиарифметическими.

Перемещение на длине базытензометров на каждой из широких боковых сторон в продольном ∆l₁ и ∆l₂ и поперечном ∆c₁, и ∆c₂ направлениях вычисляют, умножая разность междусредними арифметическими для верхнего и нижнего пределов нагружения на ценуделения соответствующего тензометра.

При расчете перемещений ∆c₁, и ∆c₂ необходимо учитывать их направления: «плюс» -при удлинении и «минус» - при укорочении.

Средние величины перемещений впродольном (∆l) ипоперечном (∆c) направлениях вычисляют с точностью до 0,5·10^-6м по формулам:

Деформацию образца в продольном (ε)и поперечном (ε₁)направлениях вычисляют с точностью до 0,0005 по формулам:

где l и c - базы тензометров, м.

Коэффициенты поперечнойдеформации в плоскостях тангентального, радиального и поперечного разрезов присжатии под углом 45° к направлению волокон и этим плоскостям (μ₄₅)вычисляют с точностью до 0,0005, учитывая направление деформации, по формуле

Модуль упругости при сжатии подуглом 45° к плоскостям радиального и тангентальногоразрезов и направлению волокон (E_45W) при влажности W в момент испытанийвычисляют с точностью до 0,5·10⁷ Па по формуле

где P - нагрузка, равная разности между верхним инижним пределами нагружения, Н;

l - база тензометра,м;

∆l - средняя величина перемещения, соответствующая нагрузке Р, м;

a и b - размерыпоперечного сечения образца, м.

Модуль сдвига образцов (G_W) свлажностью W в момент испытания вычисляют до G_ra и G_ta с точностью до 0,5·10⁷ Па и неболее 0,5·10⁶ Па для G_rt с учетом знака при μ₄₅по формуле

4.3. Модуль сдвига образцов с влажностью,отличающейся от 12 % более чем на 1 %, в пределах от 8 до 20 %, пересчитывают к влажности 12 %, сточностью до 0,5·10⁷ Па для G_ra и G_ta идо 0,5·10⁶ Па для G_rt по формуле

где G₁₂ - модуль сдвига образцов с влажностью 12 %, Па;

α - поправочный коэффициент, равный для всехпород 0,03 на 1 % влажности;

W - влажностьобразцов в момент испытания, %.

Модуль сдвига образцов свлажностью, равной или больше предела насыщения клеточных стенок, пересчитываютк влажности 12 % с точностью до 0,5·10⁷ Па для G_ra и G_ta и не более 0,5·10⁶ Па для G_rt по формуле

где  - пересчетный коэффициент привлажности 30 %, равный 2,18 для всех пород.

4.1 - 4.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

4.4. (Исключен,Изм. № 1).

4.5.Статистическую обработку опытных данных выполняют по ГОСТ16483.0.

4.6. Результаты измерений и расчетовзаносят в протоколы испытаний, форма которых приведена в приложениях 1и 2.

ПРИЛОЖЕНИЕ1
Рекомендуемое

ПРОТОКОЛ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЕЙ СДВИГА ДРЕВЕСИНЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. (Измененнаяредакция, Изм. № 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ2
Рекомендуемое

ПРОТОКОЛ ОТСЧЕТОВ ПО ТЕНЗОМЕТРАМ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (Измененная редакция, Изм. № 1).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством лесной промышленности СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Н.Н. Дулевский; Г.А. Чибисова, канд. техн. наук; Е.Н. Денисова; М.Г. Коневская

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственногокомитета стандартов Совета Министров СССР от 27.11.73 № 2817

3. ВЗАМЕН ГОСТ 11499-65 в части разд. 3.

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. Ограничение срока действия снято по протоколу №4-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации(ИУС 4-94)

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ (июль 1999 г.) с Изменениями № 1, 2, утвержденными в июне1984 г., феврале 1989 г. (ИУС 9-84, 5-89)