Зубчатые клеевые соединения массивной древесины (часть 2)
Механике и методам расчета клеевых соединений древесины и других материалов посвящено множество работ. Их обзор достаточно полно дан в книге A.C. Фрейдина и К.Т. Вуба. В нашей работе рассматривается главным образом взаимосвязь показателей, поэтому рассмотрим коротко известные результаты по этому вопросу.
Сращивание древесины на зубчатый шип стало весьма распространенным способом получения заготовок большой длины в производстве деталей клееных деревянных конструкций и погонажных деталей. Поэтому актуальной стала задача неразрушающего контроля качества клеевых зубчатых соединений. Один го традиционных путей здесь заключается в прогнозировании прочности по модулю упругости при изгибе. В работе М. Samson'а исследована связь между пределами прочности при растяжении и модулем упругости при изгибе для 200 образцов сечением 50х100 мм с зубчатыми соединениями. Автор установил большую изменчивость модуля упругости по длине образца и показал что наличие зубчатых соединений не влияет на взаимосвязь показателей.
Известен также метод фиксированной нагрузки для контроля качества клеевых соединений по длине на зубчатый шип. Он заключается в том, что соединение подвергается кратковременной фиксированной нагрузке при изгибе, которая для качественного соединения не является разрушающей. В работе показано, что нагрузка на уровне 90% от разрушающей не вызывает повреждения образцов, имеющих прочность не ниже нормативной.
В наших опытах исследована связь между модулем упругости и пределом прочности при изгибе цельных и клееных образцов сечением 20х70 мм на пролете 400 мм, клей КБ-3, влажность древесины 8-10%. Зубчатые соединения имели длину шипов 50 мм, шаг 12 мм, затупление 2 мм. Модуль упругости и предел прочности определяли за одну установку образца. Кроме абсолютных показателей рассчитывали и относительные
В этих формулах индекс (2) относится к клееному образцу, а индексы (1) и (3) - к контрольным образцам. При расчете прочности определяли также относительную прочность с учетом того контрольного образца, по древесине которого произошло разрушение. Всего испытано 72 образца.
Можно видеть, что корреляция между показателями клееных образцов достаточно высока (R2 = 0,681). Однако уравнения связи для клееных и цельных образцов различны одинаковы, но пределы прочности клееных образцов в среднем составляют только 72,2% от прочности цельных образцов, если расчеты вести среднему для двух контрольных образцов, и 80,2%, если прочность клееного образца относить к прочности наиболее слабой половинки. Образцы разрушались в наиболее слабом сечении - по кончикам шипов, и показали хрупкое разрушение.
Отсюда можно заключить, что модуль упругости может служить оценочным показателем для клееных образцов, но при этом нужно иметь в виду, что равенство модулей упругости для клееных и цельных участков досок, сращенных по длине, не означает равенства прочности, а говорит о том, что клеевое соединение выполнено качественно и имеет прочность, определяемую, главным образом, конструкцией соединения.