Государственный стандарт Союза ССР ГОСТ 21554.1-81 (СТ СЭВ 2790-80) "Пиломатериалы и заготовки. Методы определения модуля упругости при статическом изгибе" (введен в действие постановлением Госстандарта СССР от 19 октября 1981 г. N 4596)

Sawn timber and blanks. Methods for determination of modulus of elasticity in static bending

Срок действия установлен с 1 января 1982 г. до 1 января 1987 г.

Взамен ГОСТ 21554.1-76

Настоящий стандарт распространяется на обрезные пиломатериалы и заготовки хвойных и лиственных пород и устанавливает методы определения модуля упругости при статическом изгибе: метод с одним нагружающим элементом и метод с двумя нагружающими элементами.

Стандарт не распространяется на авиационные пиломатериалы и заготовки.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 2790-80.

1. Метод испытания с одним нагружающим элементом

1.1. Сущность метода заключается в определении прогиба образца в диапазоне пропорциональности графика "нагрузка - прогиб" при изгибе по пласти одним нагружающим элементом и вычислении соответствующего этому прогибу модуля упругости.

1.2. Отбор образцов

1.2.1. Для испытания используют образцы натурных размеров, отличающиеся от пиломатериалов и заготовок только длиной. Длина образца должна быть от 21 до 22 высот образца. За высоту образца принимаю

т размер поперечного сечения в направлении нагрузки.

1.2.2. Каждый образец выпиливают таким образом, чтобы рабочая часть образца была расположена примерно на середине длины образца.

1.2.3. Количество образцов устанавливают в зависимости от вида испытания в нормативно-технической документации на пиломатериалы и заготовки.

1.3. Аппаратура

Машина испытательная с устройством для записи нагрузки с масштабом не более 100 Н/мм и прогиба образца с масштабом не более 0,2 мм/мм.

Допускается испытательная машина с записывающим устройством по ГОСТ 7855-74 с погрешностью измерения нагрузки не более 1% и индикатор часового типа по ГОСТ 577-68 для измерения прогиба с погрешностью не более 0,01 мм.

Приспособление, состоящее из основания с двумя опорами и нагружающего элемента (черт. 1).

Приспособление должно обеспечивать симметричный относительно опор изгиб образца. Высота опор и нагружающего элемента должна быть не менее двух высот образца, а длина опор и нагружающего элемента - не менее ширины испытываемых образцов. Радиус закругления опор и нагружающего элемента должен быть не менее 1,5 высоты образца.

Расстояние между центрами опор должно составлять 18 высот образца. Это расстояние устанавливают с погрешностью не более 1 мм.

Прибор для измерения расстояния между центрами опор с погрешностью измерения не более 1 мм.

Штангенциркуль по ГОСТ 166-80 с погрешностью измерения не более 0,1 мм.

ГАРАНТ:

Взамен ГОСТ 166-80 постановлением Госстандарта СССР от 30 октября 1989 г. N 3253 с 1 января 1991 г. введен в действие ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76)

Аппаратура для определения влажности по ГОСТ 16588-79.

ГАРАНТ:

Взамен ГОСТ 16588-79 постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР от 28 декабря 1991 г. N 2290 с 1 января 1993 г. введен в действие ГОСТ 16588-91 (ИСО 4470-81)

1.4. Проведение испытаний

1.4.1. Измеряют расстояние между центрами опор с погрешностью не более 1 мм.

1.4.2. На середине длины образца измеряют высоту и ширину. Результаты измерений округляют до третьей значащей цифры.

1.4.3. Образец устанавливают на опоры приспособления для испытания как указано на черт. 1. При использовании испытательной машины без записывающего устройства на основании приспособления крепят индикатор часового типа для измерения прогиба.

Нагрузку на образец прикладывают непрерывно при постоянной скорости роста напряжения или постоянной скорости перемещения нагружающего элемента. Скорость должна быть такой, чтобы продолжительность нагружения образца до максимального значения нагрузки составляла не менее 2 и не более 5 мин.

При использовании испытательной машины без записывающего устройства измеряют прогиб образца с погрешностью не более 0,01 мм через равные интервалы приращения нагрузки в процессе испытания.

Интервал приращения нагрузки должен быть примерно в 10 раз меньше максимального значения нагрузки. Допускается применять интервал, равный 100 Н для хвойных и мягколиственных пород, 200 Н для твердолиственных пород.

Испытание каждого образца продолжают до достижения максимального значения нагрузки.

1.4.4. Максимальное значение нагрузки (F_max) в ньютонах вычисляют по формуле

                     2

            2 x b x h  [сигма]

     F    = -------------------,

      max          3 L

     где b - ширина образца, мм;

         h - высота образца, мм;

         L - расстояние между центрами опор, мм;

   [сигма] - максимальное напряжение, МПа, равное 1/3 предела

             прочности при изгибе наименее прочного образца.

Результаты вычисляют с округлением до 10 Н.

Допускается максимальное напряжение принимать равным 5 МПа для хвойных и мягких лиственных пород и 6,5 МПа для твердых лиственных пород.

1.4.5. Допускается измерять прогиб при двух значениях нагрузки: минимальном, находящемся в диапазоне пропорциональности, и максимальном. Диапазон пропорциональности определяют по результатам предварительных испытаний образцов той же породы, сечения, влажности, района произрастания древесного сырья.

1.4.6. После испытания определяют влажность образцов по ГОСТ 16588-79.

1.5. Обработка результатов

1.5.1. При испытаниях по п. 1.4.3 приращения нагрузки и прогиба в диапазоне пропорциональности графика "нагрузка - прогиб" определяют как разность координат точек, соответствующих началу прямолинейного участка графика и максимальной нагрузки.

При использовании испытательной машины без записывающего устройства строят график "нагрузка - прогиб" с масштабом по оси абсцисс не более 0,02 мм/мм.

При испытаниях по п. 1.4.5 приращение нагрузки и прогиба определяют как разность между их максимальным и минимальным значениями.

1.5.2. Модуль упругости при статическом изгибе (E), ГПа, каждого образца вычисляют по формуле

                                 3

            1        Дельта F x L

     Е = ------- х -----------------,

               3        3

         4 х 10    b x h  x Дельта f

     где Дельта F - приращение нагрузки, Н;

                L - расстояние между центрами опор, мм;

                b - ширина образца, мм;

                h - высота образца, мм;

         Дельта f - приращение прогиба, мм.

Результаты вычисления округляют до 0,01 ГПа.

1.5.3. При определении среднего значения модуля упругости пиломатериалов или заготовок статистическую обработку результатов выполняют по ГОСТ 16483.0-78. За результат испытаний принимают среднее арифметическое величины предела прочности.

ГАРАНТ:

Взамен ГОСТ 16483.0-78 постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 июля 1989 г. N 2405 с 1 июля 1990 г. введен в действие ГОСТ 16483.0-89

1.5.4. Результаты испытаний и вычислений заносят в протокол испытаний (см. рекомендуемое приложение).

2. Метод испытания с двумя нагружающими элементами

2.1. Сущность метода заключается в определении прогиба в зоне чистого изгиба по пласти или по кромке при изгибе двумя нагружающими элементами и вычислении соответствующего этому прогибу модуля упругости.

2.2. Отбор образцов - по п. 1.2.

2.3. Аппаратура

Машина испытательная по ГОСТ 7855-74 с погрешностью измерения нагрузки не более 1%.

Приспособление, состоящее из основания с двумя опорами и двумя нагружающими элементами (черт. 2).

Приспособление должно обеспечивать симметричную относительно опор зону чистого изгиба. Высота опор и нагружающих элементов, их длина и радиус закругления - по п. 1.3.

Расстояние между центрами опор должно составлять 18 высот образца. Расстояние между центрами нагружающих элементов должно составлять 1/3 расстояния между центрами опор. Эти расстояния устанавливают с погрешностью не более 1 мм.

Приспособление для измерения прогиба образца в зоне чистого изгиба, состоящее из индикатора часового типа для измерения прогиба с погрешностью не более 0,01 мм и скобы для крепления этого прогиба по нейтральной оси образца с расстоянием между точками закрепления, равным 5 высотам образца. Расстояние между точками закрепления устанавливают с погрешностью не более 1 мм.

Прибор для измерения расстояния между центрами опор, между центрами нагружающих элементов и между точками закрепления скобы с погрешностью не более 1 мм.

Штангенциркуль по ГОСТ 166-80.

Аппаратура для определения влажности по п. 1.3.

2.4. Проведение испытаний

2.4.1. Измеряют расстояние между центрами опор, между центрами нагружающих элементов и между точками закрепления скобы с погрешностью не более 1 мм.

2.4.2. Измеряют высоту и ширину образца по п. 1.4.2.

Образцы устанавливают на опоры приспособления для испытания как указано на черт. 2. По нейтральной оси образца закрепляют приспособление для измерения прогиба.

Образец нагружают по п. 1.4.3.

Прогиб образца измеряют с погрешностью не более 0,01 мм через равные интервалы приращения нагрузки в процессе испытания.

Интервалы приращения нагрузки устанавливают по п. 1.4.3.

2.4.3. Максимальное значение нагрузки (F_max) в ньютонах вычисляют по формуле

                 2

            b x h  [сигма]

     F    = ---------------,

      max          L

     где b - ширина образца, мм;

         h - высота образца, мм;

         L - расстояние между центрами опор, мм;

   [сигма] - максимальное напряжение при изгибе, МПа по п. 1.4.4.

Результаты вычисления округляют до 10 Н.

2.4.4. Допускается измерять прогиб по п. 1.4.5.

2.4.5. После испытания определяют влажность по п. 1.4.6.

2.5. Обработка результатов

2.5.1. Приращения нагрузки и прогиба в диапазоне пропорциональности определяют по п. 1.5.1.

2.5.2. Модуль упругости при изгибе (Е) каждого образца, ГПа, вычисляют по формуле

                                        2

                   Дельта F (L - L ) x L

            3                     1     1

     Е = ------- х ------------------------,

               3            3

         8 х 10        b x h  x Дельта f

     где Дельта F - приращение нагрузки, Н;

                L - расстояние между центрами опор, мм;

               L  - расстояние между точками закрепления скобы, мм;

                1

                b - ширина образца, мм;

                h - высота образца, мм;

         Дельта f - приращение прогиба в зоне чистого изгиба, мм.

2.5.3. Статистический анализ результатов выполняют по п. 1.5.3.

2.5.4. Результаты испытаний и вычислений заносят в протокол испытаний (см. рекомендуемое приложение).