Межгосударственный стандарт ГОСТ 16483.30-73 "Древесина. Метод определения модулей сдвига" (утв. постановлением Госстандарта СССР от 27 ноября 1973 г. N 2817)

Wood. Method for determination of modulus of shear

Дата введения 1 января 1975 г.

Взамен ГОСТ 11499-65 в части разд. 3

Настоящий стандарт распространяется на древесину и устанавливает метод определения модулей сдвига в радиальной, тангентальной и поперечной плоскостях при сжатии под углом 45° к направлению волокон и годичных слоев.

1. Аппаратура и материалы

1.1. Машина испытательная по ГОСТ 28840 с погрешностью измерения нагрузки не более 1%, снабженная шаровой опорой.

1.2. Тензометры механические рычажно-стрелочные с базой 20 мм, передаточным числом около 1000 и погрешностью измерения деформации не более 0,001 мм.

Допускается применять другие типы тензометров, 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 по форме, размерам и рисунку макроструктуры, указанным на чертеже.

Допускается применять клееные образцы при условии, чтобы между клеевыми швами центральная часть высоты образца была не менее 40 мм.

2.2. Точность изготовления, влажность и количество образцов должны соответствовать требованиям ГОСТ 16483.0.

При определении минимального количества образцов коэффициент вариации принимают 30%.

3. Проведение испытания

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

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

3.3. На широких боковых поверхностях каждого образца проводят осевые линии. На них на расстоянии 10 мм от точки пересечения намечают места установки ножек тензометров (см. чертеж). Под ножки тензометров наклеивают (клей БФ-2 по ГОСТ 12172) подкладки из латуни по ГОСТ 931 толщиной от 0,5 до 1,0 мм, размером 5 x 5 мм.

ГАРАНТ:

Взамен ГОСТ 931-90 приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 сентября 2007 г. N 241-ст с 1 июля 2008 г. введен в действие ГОСТ 2208-2007

3.4. На каждом образце измерение деформации производят последовательно сначала в продольном, затем в поперечном направлениях, для чего на противоположных боковых сторонах образца устанавливают одновременно два тензометра, по одному на каждую сторону, и закрепляют струбциной. Расположение ножек тензометров должно строго соответствовать разметке. Правильность установки тензометров проверяют легким постукиванием пальца по образцу. При правильной установке освобожденная стрелка тензометра колеблется около одного и того же деления шкалы.

3.5. Усилие при испытании должно совпадать с продольной геометрической осью образца. Для измерения деформации в одном направлении каждый образец подвергают шестикратному нагружению на сжатие в пределах от 150 до 600 Н.

Нагружение производят равномерно со средней скоростью (6000 +- 500) Н/мин.

Порядок нагружения и измерения деформаций следующий: сначала образец нагружают до нижнего предела нагружения, т.е. до 150 Н и сразу берут отсчет по тензометрам, затем образец нагружают до верхнего предела, т.е. до 600 Н и снова берут отсчет. После этого образец плавно разгружают несколько ниже нижнего предела, примерно на 15%, и вновь нагружают в той же последовательности.

Отсчеты по тензометрам берут до 0,5 деления шкалы.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

3.6. После испытаний определяют влажность образцов по ГОСТ 16483.7.

Пробу на влажность длиной около 30 мм вырезают из средней части образца по всему поперечному сечению. Для определения средней влажности партии образцов допускается отбирать каждый девятый образец, но не менее трех.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4. Обработка результатов

4.1. Для обозначения модулей сдвига G при различных направлениях сжатия относительно направления годичных слоев и волокон при G ставят два индекса, из которых первый означает плоскость, в которой происходит сдвиг, а второй - направление сжатия, вызвавшего сдвиг.

Направление вдоль волокон обозначают индексом а, поперек волокон в радиальном направлении - индексом ч и в тангентальном направлении - индексом t.

Для модулей сдвига устанавливают следующие обозначения:

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 тангентального разреза при сжатии под углом 45° к этой плоскости и направлению волокон;

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

4.2. Вычисляют средние арифметические из последних трех отсчетов по каждому тензометру отдельно для верхнего и нижнего пределов нагружения и разность между средними арифметическими.

Перемещение на длине базы тензометров на каждой из широких боковых сторон в продольном Дельта l_1 и Дельта l_2 и поперечном Дельта с_1 и Дельта с_2 направлениях вычисляют, умножая разность между средними арифметическими для верхнего и нижнего пределов нагружения на цену деления соответствующего тензометра.

При расчете перемещений Дельта с_1 и Дельта с_2 необходимо учитывать их направления: "плюс" - при удлинении и "минус" - при укорочении.

Средние величины перемещений в продольном (Дельта l) и поперечном (Дельта с) направлениях вычисляют с точностью до 0,5 х 10(-6) м по формулам:

                 Дельта l + Дельта l              Дельта c + Дельта c

                         1          2                     1          2

      Дельта l = --------------------; Дельта c = --------------------.

                         2                               2

Деформацию образца в продольном (эпсилон) и поперечном (эпсилон_1) направлениях вычисляют с точностью до 0,0005 по формулам:

                         Дельта l               Дельта с

               эпсилон = --------,   эпсилон  = --------,

                             l              1       c

где l и с - базы тензометров, м.

Коэффициенты поперечной деформации в плоскостях тангентального, радиального и поперечного разрезов при сжатии под углом 45° к направлению волокон и этим плоскостям (мю_45) вычисляют с точностью до 0,0005, учитывая направление деформации, по формуле

                                  эпсилон

                                         1

                            мю  = --------.

                              45  эпсилон

Модуль упругости при сжатии под углом 45° к плоскостям радиального и тангентального разрезов и направлению волокон (Е_45W) при влажности W в момент испытаний вычисляют с точностью до 0,5 x 10(7) Па по формуле

                                        P l

                            E     = ------------,

                             45 W   a b Дельта c

где Р        - нагрузка,  равная   разности  между   верхним  и   нижним

               пределами нагружения, Н;

    l        - база тензометра, м;

    Дельта l - средняя величина перемещения, соответствующая нагрузке Р,

               м;

    а и b    - размеры поперечного сечения образца, м.

Модуль сдвига образцов (G_W) с влажностью W в момент испытания вычисляют до G_ra и G_ta с точностью до 0,5 x 10(7) Па и не более 0,5 x 10(6) Па для G_rt с учетом знака при мю_45 по формуле

                                 E

                                  45 W

                         G  = ----------.

                          W   2(1 + мю  )

                                      45

4.3. Модуль сдвига образцов с влажностью, отличающейся от 12% более чем на 1%, в пределах от 8 до 20%, пересчитывают к влажности 12%, с точностью до 0,5 x 10(7) Па для G_ra и G_ta и до 0,5 x 10(6) Па для G_rt по формуле

                                    G

                                     W

                         G  = -----------------,

                          12  1 - альфа(W - 12)

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

     12

    альфа - поправочный коэффициент,  равный для  всех  пород 0,03 на 1%

            влажности;

    W     - влажность образцов в момент испытания, %.

Модуль сдвига образцов с влажностью, равной или больше предела насыщения клеточных стенок, пересчитывают к влажности 12% с точностью до 0,5 х 10(7) Па для G_ra и G_ta и не более 0,5 x 10(6) Па для G_rt по формуле

                                    30

                          G  = G x K  ,

                           12   W   12

     30

где K  - пересчетный коэффициент при влажности 30%, равный 2,18 для всех

     12  пород.

4.1 - 4.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).

4.4. (Исключен, Изм. N 1).

4.5. Статистическую обработку опытных данных выполняют по ГОСТ 16483.0.

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