Прогнозирование других показателей пиломатериалов (часть 1)

В нормативной документации на конструкционные пиломатериалы помимо предела прочности при изгибе нормируются и другие показатели - пределы прочности при сжатии, скалывании и растяжении вдоль волокон. Постараемся оценить надежность прогнозирования этих показателей по модулю упругости пиломатериалов при изгибе.
В "Справочнике по древесине" приведены сведения по уравнениям связи модуля упругости с пределом прочности при сжатии дли хвойных пиломатериалов. Эти данные для наглядности отражены в табл. 7.9 и на рис. 7.11.

Мы видим, что уравнения связи очень различны, хотя характеризуют древесину одного района произрастания - Архангельскую область. Достоверность апроксимации также находится на низком уровне - только 20-40% прочности при сжатии может быть связано с модулем упругости при изгибе. Так происходит потому, что согласно действующему стандарту для определения минимальной прочности образец на сжатие должен содержать в своем среднем сечении сортообразующий порок. Наличие крупной структурной неоднородности в образце на сжатие принципиально меняет всю картину распределения напряжений по сравнению с чистым образцом. В этом случае трудно ожидать хорошей корреляции между достаточно далекими показателями, какими являются модуль упругости при изгибе и предел прочности при продольном сжатии. Следовательно, на основании имеющихся результатов можно сделать вполне определенный вывод о том, что по модулю упругости при изгибе нельзя прогнозировать минимальный предел прочности пиломатериалов при продольном сжатии.
Вместе с тем, как показали наши расчеты приведенные в табл. 2.1, модуль упругости при изгибе коррелирует с пределом прочности чистой древесины при сжатии вдоль волокон на уровне R2 = 0,6-0,7, что лишь немного уступает корреляции с пределом прочности при изгибе (R2 = 0,7-0,8). Поэтому замеренный модуль упругости пиломатериалов вполне можно использовать как основу для оценки прочности чистой древесины в данной доске при продольном сжатии. Для хвойных пород США и влажности древесины 12% уравнение связи (для образцов размером 51х51х208 мм) имеет вид σсж = 3,05 E + 10,1 МПа при R2 = 0,67 и вариационном коэффициента Vу = 17,6%. Для пиломатериалов сечением 50х100 мм пересчетный коэффициент на увеличение объёма образца при определении модуля упругости составит

Такой же коэффициент для предела прочности при сжатии составит