Sifat Mekanik Kayu: Apa Yang Dimilikinya? Apa Itu Kekuatan, Apa Yang Bergantung Padanya Dan Apa Bedanya Dengan Elastisitas? Apa Sifat Lain Yang Mekanis?

2024 Pengarang: Beatrice Philips | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-15 04:14

Kayu adalah bahan yang cukup populer yang menemukan penerapannya di berbagai bidang kehidupan manusia. Pada saat yang sama, tidak semua orang tahu bahwa bahan baku memiliki sejumlah karakteristik unik. Hari ini di artikel kami, kami akan melihat lebih dekat sifat mekanik kayu.

Keunikan

Sifat mekanik kayu mencirikan kualitas keseluruhan bahan dan berbanding lurus dengannya. Indikator kekuatan mekanik yang paling penting termasuk kemampuan pohon untuk menahan beban baik jenis statis maupun dinamis.

Untuk itu untuk menentukan sifat mekanik yang dimiliki suatu bahan, bahan tersebut diregangkan, dikompresi, ditekuk, dan digeser . Harus diingat bahwa kayu disebut bahan anisotropik, masing-masing, bahan baku dapat memiliki sifat yang berbeda tergantung pada arah pengaruhnya. Ada 2 arah total: radial dan tangensial.

Apa itu kekuatan dan bergantung pada apa?

Fitur mekanis yang paling penting dari kayu adalah kekuatannya. Karakteristik kekuatan memiliki dampak langsung pada bagaimana dan pada tingkat apa suatu material dapat menahan dan menahan patah yang tidak diinginkan.

Perlu dicatat fakta bahwa ada hubungan langsung antara kekuatan dan arah benturan pada kayu. Jadi, kekuatan bahan baku meningkat 20 kali lipat jika tumbukan terjadi di sepanjang serat daripada jika tekanan diterapkan di seberang.

Kelas tengah (disebut "perantara") ditempati oleh tumbuhan runjung . Tingkat yang lebih tinggi adalah karakteristik, misalnya, untuk birch - itulah sebabnya berbagai struktur pendukung dan pendukung sangat sering dibuat darinya, serta elemen yang penting untuk meningkatkan ketahanan aus.

Ini menarik. Indikator kekuatan yang diizinkan dan batasnya (baik minimum maupun maksimum) tidak dapat ditentukan secara mandiri di rumah. Prosedur semacam itu dilakukan secara eksklusif dalam kondisi laboratorium. Pada saat yang sama, eksperimen dan eksperimen dilakukan secara eksklusif berdasarkan peraturan negara bagian saat ini.

Perlu dicatat bahwa tingkat kekuatan dan elastisitas dipengaruhi oleh tingkat kelembaban . Jadi, ketika dibasahi, reaksi spesifik terjadi di dalam kayu, yang mengurangi kekuatannya. Selain itu, ketentuan ini hanya relevan jika tingkat kelembaban naik menjadi 25%. Pelembab lebih lanjut tidak berbeda dalam reaksi yang signifikan dan tidak mempengaruhi indikator kekuatan. Para ahli memahami hal ini.

Untuk itu untuk membandingkan indikator kekuatan batuan yang berbeda, Anda perlu memastikan bahwa indikator kelembapannya identik - hanya dalam hal ini dimungkinkan untuk berbicara tentang hasil yang objektif dan tidak memihak.

Selain kelembaban, saat mengukur kekuatan, penting juga untuk memperhatikan sifat dan durasi beban . Misalnya, beban statis adalah konstan. Selain itu, mereka ditandai dengan peningkatan yang lambat dan bertahap. Di sisi lain, beban dinamis relatif pendek. Dengan satu atau lain cara, kedua beban dapat menghancurkan kayu.

Juga harus diingat bahwa indikator kekuatan, batas dan batasnya berbeda tergantung pada jenis deformasi tertentu

Peregangan . Jika kita berbicara tentang kekuatan tarik kayu, maka indikator ini adalah 1.300 kgf / cm2 (dan parameter ini relevan untuk semua varietas). Dalam situasi seperti itu, struktur internal kayu sangat penting. Jika serat disusun dengan benar dan terstruktur, maka kekuatannya meningkat (dan sebaliknya). Kekuatan berbeda tergantung pada apakah kayu direntangkan atau melintang. Dalam kasus pertama, indikatornya cukup besar, dan yang kedua, 20 kali lebih sedikit dan berjumlah 65 kgf / cm2. Karena fitur mekanis inilah kayu jarang digunakan untuk membuat produk yang bekerja dalam tegangan melintang.

Kompresi . Seperti dampak lainnya pada kayu, itu dapat dilakukan baik dalam arah memanjang dan melintang. Jika kita berbicara tentang kompresi di sepanjang serat, maka perlu dicatat bahwa dalam hal ini batu akan dipersingkat (ini adalah bagaimana proses deformasi akan memanifestasikan dirinya di luar). Juga harus diingat bahwa kekuatan kayu, yang dikompresi tidak sepanjang, tetapi melintang, berkurang secara signifikan, khususnya 8 kali. Dalam kondisi laboratorium, pohon dikompresi dalam arah radial dan tangensial. Selama melakukan eksperimen semacam itu, para ilmuwan telah menetapkan dengan pasti bahwa kekuatan tekan batuan yang berbeda tidak sama. Jadi, batuan dengan sinar inti dibedakan oleh indikator yang lebih tinggi di bawah kompresi radial. Di sisi lain, tumbuhan runjung menunjukkan nilai kekuatan yang cukup tinggi bahkan di bawah kompresi tangensial.

Pembengkokan statis . Ciri khas dari jenis tumbukan ini, seperti pembengkokan statis, adalah bahwa lapisan kayu yang berbeda menerima efek yang berbeda, yaitu, lapisan atas kayu menerima tegangan tekan, dan yang lebih rendah - meregang di sepanjang serat. Antara lapisan atas dan bawah terdapat lapisan khusus yang tidak mengalami tekanan apapun. Secara tradisional, lapisan ini disebut netral. Awalnya, penghancuran material dimulai di zona peregangan bawah, sehubungan dengan robeknya serat kayu yang ekstrem. Ada indeks kekuatan rata-rata, yang khas untuk sejumlah besar spesies pohon, yaitu 1.000 kgf / cm2 (sementara mungkin ada penyimpangan dari indikator ini tergantung pada indikator unik dari masing-masing spesies tertentu, serta pada tingkat kelembaban).

Menggeser . Pada dasarnya, geser adalah deformasi, yang merupakan perpindahan satu bagian dalam kaitannya dengan yang lain. Ada beberapa jenis geser: geser (dapat terjadi ke segala arah) dan geser. Dalam hal ini, sangat penting untuk memantau seberapa kuat pohon itu tetap ada. Jadi, chipping bersama secara negatif mempengaruhi indikator kekuatan, batu tetap lebih kuat selama chipping melintang.

Seperti yang telah kita lihat, kekuatan adalah karakteristik mekanis yang paling penting dari kayu. Pada saat yang sama, berbagai pengaruh dapat mempengaruhi levelnya. Semua faktor ini harus diperhitungkan selama pengoperasian material agar tidak melanggar integritasnya.

Sifat mekanik dasar lainnya

Selain kekuatan, kayu juga dicirikan oleh sifat mekanik dan fisik-mekanik lainnya. Mari kita lihat lebih dekat yang utama.

Kekerasan

Pertama-tama, perlu dikatakan tentang karakteristik bahan alami seperti kekerasan. Kekerasan adalah salah satu fitur terpenting dari suatu bahan dan merupakan kemampuan bahan mentah untuk menahan dalam kaitannya dengan penetrasi benda padat dengan bentuk tertentu . Bedakan antara kekerasan ujung dan sisi (tergantung pada sisi material yang terpengaruh). Kekerasan ujung lebih tinggi dalam hal kinerjanya.

Penting. Perlu dicatat fakta ini: terlepas dari kenyataan bahwa beberapa jenis kayu dibedakan oleh peningkatan tingkat kekerasan, bahan ini masih kalah dalam karakteristik ini dengan bahan baku seperti, misalnya, logam.

Tergantung pada indikator kekerasannya, bahan bangunan seperti kayu dibagi menjadi 3 kelompok utama:

• lunak (misalnya, pinus, cemara, cedar, cemara, linden, aspen, alder, kastanye, dll.);
• padat;
• ekstra keras.

Oleh karena itu, dalam pembuatan produk tertentu, sangat penting untuk mempertimbangkan parameter seperti kekerasan. Misalnya, diinginkan untuk membuat elemen dekoratif dari varietas lunak, dan hanya varietas keras yang cocok untuk membuat struktur pendukung.

Kekerasan kayu sangat penting selama aplikasi dan pemrosesan material . Tergantung pada kebutuhan spesifik Anda dan cakupan aplikasi kayu, satu atau opsi lain mungkin yang paling relevan dan cocok.

Kekuatan dampak

Karakteristik penting lainnya yang membedakan antara jenis kayu tertentu (misalnya, maple dan cemara) adalah kekuatan benturan. Properti ini menunjuk dan menentukan kemampuan material untuk menyerap beban dinamis . Pada saat yang sama, semakin tinggi kekuatan impak, semakin sedikit kerusakan dan pelanggaran integritas yang akan Anda amati di pohon dalam proses penerapan beban yang sangat dinamis ini. Secara umum, kita dapat mengatakan bahwa untuk sebagian besar breed, indikator ini berada pada level yang cukup tinggi.

Ketahanan aus

Perhatian khusus harus diberikan pada ketahanan aus, karena parameter inilah yang menentukan apakah kayu mampu menahan dalam kaitannya dengan beban gesekan yang berkepanjangan. Tergantung pada seberapa tinggi ketahanan aus, kemungkinan umur material akan sangat bervariasi . Tingkat ketahanan aus sangat dipengaruhi oleh arah pemotongan dan karakteristik unik dari setiap jenis kayu tertentu. Harus diingat bahwa ketahanan aus yang tinggi adalah karakteristik permukaan ujung. Dalam hal ketahanan aus, kayu kering dan basah berbeda - yang pertama memiliki tingkat yang lebih tinggi.

Kemampuan untuk memegang dudukan logam

Seperti disebutkan di atas, kayu adalah salah satu bahan paling populer, tersebar luas, dan paling diminati yang digunakan untuk membuat furnitur, elemen dekoratif, dan sejumlah besar produk lainnya. Oleh karena itu, saat memprosesnya, sejumlah besar pengencang didorong ke dalamnya, paling sering - logam . Oleh karena itu, indikator seperti kemampuan untuk memegang pengencang logam sangat penting. Jadi, misalnya, paku dapat memotong atau memisahkan serat-serat pohon, dan sekrup dapat menangkap serat-seratnya.

Kemampuan untuk menekuk

Untuk menciptakan produk yang fungsional dan estetis, kayu harus dilipat. Dalam hal ini, kemampuan untuk menekuk adalah sifat mekanik penting lainnya dari kayu. Harap dicatat bahwa breed yang berbeda memiliki tingkat kemampuan lentur yang berbeda . Jadi, misalnya, sehubungan dengan tumbuhan runjung, aturannya adalah bahwa ketika menekuk jarum harus dibasahi, tetapi pohon kering praktis tidak menekuk (dan ketika tekanan tinggi diterapkan, itu bisa patah sama sekali).

Deformabilitas

Karakteristik deformasi juga penting. Mereka mempengaruhi seberapa cepat (jika ada) spesies pohon pulih dari dampak dinamis jangka pendek. Dalam kombinasi dengan deformabilitas, karakteristik seperti model elastisitas juga memainkan peran penting.

Karena fakta bahwa kayu digunakan di berbagai bidang kehidupan manusia dan merupakan salah satu bahan yang paling diminati, sangat penting untuk mengetahui semua sifatnya secara rinci. Oleh karena itu, sebelum menggunakan bahan untuk membuat produk tertentu (misalnya, furnitur, elemen dekoratif, dll.) semua sifat kimia, fisik dan mekanik harus diperiksa dengan cermat. Hanya dengan begitu produk Anda akan tahan lama dan dapat diandalkan. Ingatlah bahwa berbagai jenis kayu cocok untuk tujuan yang berbeda. Selain itu, beberapa batu tidak dapat terekspos sama sekali, jika tidak mereka akan runtuh begitu saja. Pengetahuan ini sangat relevan untuk pembuat kabinet profesional dan perwakilan lain dari industri konstruksi.