allgosts.ru79. ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ79.040. Древесина, пиловочные бревна, пиломатериалы

ГОСТ 11603-73 Древесина. Метод определения остаточных напряжений

Обозначение:
ГОСТ 11603-73
Наименование:
Древесина. Метод определения остаточных напряжений
Статус:
Действует
Дата введения:
01.01.1975
Дата отмены:
-
Заменен на:
-
Код ОКС:
79.040

Текст ГОСТ 11603-73 Древесина. Метод определения остаточных напряжений

>

ГОСТ 11603-73

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ДРЕВЕСИНА

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Издание официальное

Б3 7-98


ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ Москва

УДК 634.0.812.7.001.4 : 006.354

Группа К09


МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ДРЕВЕСИНА

ГОСТ 11603-73


Метод определения остаточных напряжений

Wood. Method for determination of residual stress

ОКСТУ 5309

Дата введения 01.01.75

Настоящий стандарт распространяется на древесину и устанавливает метод определения остаточных напряжений в древесине с выравненной влажностью. Метод включает измерение упругих деформаций, определение послойного модуля упругости, вычисление напряжений и построение их эпюры.

1. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

  • 1.1. Прибор для измерения упругих деформаций с индикатором часового типа по ГОСТ 577, с погрешностью измерения не более 0,01 мм. Прибор включает две стойки, смонтированные на обшей подставке. На одной из стоек укреплен индикатор, Наконечники штифта индикатора (черт. 1) и неподвижного штифта представляют собой острия длиной 1,0 мм и диаметром основания 0,8 мм с заплечиками высотой 1,1 мм.

    на другой — неподвижный штифт.



    Наконечник штифта индикатора


(Измененная редакция, Изм. № 1).

  • 1.2. Стальная игла с острием длиной 4,0 мм и диаметром основания 1,5 мм для нанесения наколов кромках секций.

  • 1.3. Приспособление, включающее нож длиной менее 100 мм, для раскалывания секций на слои.

  • 1.4. Струбцина с жестким основанием, пластинчатой подкладкой и двумя съемными винтовыми М4 зажимами для выпрямления слоев. Основание и подкладка должны иметь ширину 15 мм и длину, равную длине измеряемых слоев. Допускается применять укороченные, не более чем на 10 мм, струбцины. Детали струбцины, за исключением винтов и гаек, должны быть выполнены из легких сплавов. Общая масса струбцины не должна превышать 0,1 кг.

  • 1.5. Установка для определения послойного модуля упругости при испытаниях на статический изгиб, обеспечивающая измерение нагрузки с погрешностью не более 1 Н и измерение стрелы прогиба с погрешностью не более 0,01 мм. Нажимные ножи или полые валики радиусом 6 мм изготовляются из легких сплавов. Общая масса ножей или валиков не должна быть более 0,1 кг. Стальные опоры должны иметь радиус закругления 6 мм.

  • 1.6. Скоба с индикатором часового типа по ГОСТ 577, или штангенциркуль по ГОСТ 166 с погрешностью измерения не более 0,1 мм.

  • 1.7. Эксикатор по ГОСТ 25336 с насыщенным раствором хлористого натрия.

1.6, 1.7. (Измененная редакция, Изм. № 1).

Ихтанне официальное


Перепечатка воспрещена

© Издательство стандартов, 1973 © ИПК Издательство стандартов, 1999 Переиздание с Изменениями

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

  • 2.1. Пробы берут из досок и заготовок радиальной, тангентальной или смешанной распиловки толщиной не менее 25 мм и шириной не менее 100 мм. В месте взятия пробы не должно быть трещин, сучков, сердцевины, смоляных кармашков и других пороков, влияющих на прочность

    Схема отбора пробы


древесины. Схема отбора пробы дана на черт. 2. Проба должна состоять из трех секций: Д — для измерения упругих деформаций, М — для определения послойного модуля упругости, б — для определения влажности. Секции выпиливают из доски на расстоянии не менее 300 мм от ее конца четырьмя последовательными резами перпендикулярно длине доски. Толщина каждой секции вдоль волокон b составляет 15 мм. Отклонения толщины b не должны превышать ± 0.5 мм.

Секциям, выпиленным из необрезной доски должна быть придана прямоугольная форма. Для этого у всех трех секций откалывают обзоль-ные участки.

  • 2.2. Секцию В немедленно взвешивают и опрепроб из древесины первой группы пород, включающей хвойные, кроме лиственницы, и мягкие лиственные породы, — не менее двух суток, а из второй группы, включающей твердые лиственные породы и лиственницу, — не менее четырех суток.

    деляют массу с погрешностью не более 0.01 г.

    2.3. Все три секции для выравнивания влажности выдерживают в помещении лаборатории при температуре (20 ± 5) ”С и степени насыщенности воздуха 40—65 %. Продолжительность выдержки


(Измененная редакция, Изм. №1).

  • 2.4. Допускается выравнивать влажность секций в два приема. Вначале секции, помещенные в эксикатор над насыщенным раствором хлористого натрия с избытком кристаллов на дне, выдерживают в сушильном шкафу при температуре 60 ‘С, а затем их извлекают из эксикатора и выдерживают в помещении лаборатории. Продолжительность выдержки секции в сушильном шкафу для групп пород, указанных в п. 2.3. составляет: для первой — 4 ч, для второй 6 ч. Общая продолжительность выдержки в сушильном шкафу и помещении лаборатории должна быть: для первой группы пород — не менее одних суток, для второй группы — не менее двух суток.

  • 2.5. После окончания выдержки определяют массу ль секции Вс погрешностью не более 0,01 г, затем помещают эту секцию в сушильный шкаф с температурой (103 ± 2) °C для высушивания до постоянной массы т0.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

  • 3.1. Определение упругих деформаций

    • 3.1.1. Разметка секций и установка измерительного прибора.

Секцию Д размечают на слои-полоски по схеме, изображенной на черт. За. Для этого длину линии K'S разбивают на целое число отрезков, равных примерно 4 мм. Через границы этих отрезков проводят карандашные линии параллельно широким сторонам секции.

Если секция выпилена из покоробленной доски (черт. 36). то ее точки В и С соединяют вспомогательной прямой, к которой восстанавливают перпендикуляр KS, проходящий через точку 5 ребра AD, ближайшую к линии ВС. Границы слоев намечают линиями, проведенными параллельно линии ВС. При этом крайние слои секции будут иметь неравномерную толщину.

Слои маркируют порядковыми номерами на торцовой поверхности секции и ее коротких кромках (см. черт. За, б). Короткие кромки секции предварительно слегка зачищают шлифовальной бумагой.

Схема разметки секции Д

5' С'



а — непокороблеиная доска; б — покоробленная доска

Черт. 3

Схема измерения начальной длины слоев

/ — секция Д; 2 — индикатор часового типа; 3 — неподвижный штифт; 4 — стойка


  • 3.1.2. Толщину доски Н измеряют по секции Л у линии KS с погрешностью не более 0,1 мм и результат заносят в протокол (см. приложение 1).

  • 3.1.3. Прибор для измерения упругих деформаций установочный размер величина которого должна быть на 2—3 мм меньше длины секции. Величину 4) измеряют штангенциркулем с погрешностью не более 0,1 мм по расстоянию между заплечиками штифтов при положении стрелки индикатора у нулевого деления шкалы. Полученное значение д0, которое сохраняется постоянным при испытании данной секции, заносят в протокол (см. приложение 1).

  • 3.1.4. Для каждого слоя на обеих коротких кромках секции в центре делают стальной иглой наколы глубиной 1,5—2,0 мм.

  • 3.1.5. Измерение начальной длины слоев секции Д (см. черт. 4).

    перемещением его стоек настраивают на


    При измерении начальной длины слоев д( секции Д острия штифтов вводят в наколы, и секция занимает в приборе отвесное положение. Измеряя каждый слой, определяют разницу /ь между длиной слоя и устано-


    Черт. 4


вочным размером прибора о0. Секцию дважды отклоняют на некоторый угол, выводят из отвесного положения, и отсчитывают /, с погрешностью не более 0,01 мм. Затем секцию вынимают из прибора и сразу же вновь измеряют тем же прибором данный слой после однократного отклонения секции. Оба отсчета записывают в соответствующую графу протокола (см. приложение I). Если разница в отсчетах составит более 0,01 мм, то проводят дополнительное измерение. Промер слоев ведут в последовательности, соответствующей их нумерации. Перед измерением слоев в нижней половине секции ее поворачивают в приборе на 180X1

(Измененная редакция, Изм. № 1).

  • 3.1.6. Раскалывание секции Д на слои.

После измерения начальной длины всех слоев секцию Д раскалывают по разметке. Лезвие ножа устанавливают на соответствующей линии и двумя-тремя ударами деревянного молотка слой отделяют от секции. Сначала отделяют первый и последний по нумерации слои, затем второй и предпоследний и т. д.

  • 3.1.7. Измерение конечной длины слоев секции Д (см. черт. 5).

    Схема измерения конечной длины слоя

    I — слой секции Д, 2 — основание; 3 — подкладка; 4— усилия винтовых зажимов


Слои измеряют после предварительного выпрямления их в струбцине. Каждый слой прижимают к основанию двумя винтовыми зажимами. Между винтами и древесиной помешают подкладку. Каждый зажим размешают на расстоянии 15 мм от конца слоя.

В струбцине зажимают все слои независимо от степени их изогнутости. Слой помещают в струбцине таким образом, чтобы его сторона, обращенная к центру секции до раскроя, оказалась прижатой к основанию, а цифры, нанесенные на его торце, были у ближайших к наблюдателю ребер. Измеряемый слой со струбциной должен занимать в приборе горизонтальное положение. Отсчеты заносят в соответствующую графу протокола (см. приложение I).

Черт. 5


  • 3.1.8. Если нельзя измерить конечную длину одного из крайних слоев вследствие поломки его при раскалывании секции или последующих операциях, то берут новую пробу.

  • 3.1.9. Фактическую толщину каждого слоя измеря

ют по линии KS индикаторной скобой или штангенциркулем с погрешностью не более 0.1 мм.

  • 3.2. Определение послойного модуля упругости

    • 3.2.1. Раскрой секции М на образцы (см. черт. 2).

Секцию распиливают в направлении оси у на полоски-образцы для определения модуля упругости. Число таких образцов должно быть в три раза меньше числа слоев в секции Д (округление до целого производят в большую сторону). Высоту h образцов устанавливают по длине линии KS, проводимой таким же образом, как в секции Д, исходя из намеченного числа образцов и с учетом пропилов. Ширина образцов b соответствует толщине (вдоль волокон) секции Л/, а длина — ширине доски а. Отклонения установленной высоты образца на всем протяжении его длины не должны превышать ± 0,2 мм.

Черт. 6


  • 3.2.2. Допускается раскалывать секцию Л/ на образцы по предварительно нанесенным карандашным рискам.

  • 3.2.3. Образцы маркируют порядковыми номерами в направлении, соответствующем направлению нумерации слоев в секции Д.

  • 3.2.4. Разметка и измерение образцов для определения модуля упругости (см. черт. 6).

Карандашные риски /и 5 наносят на расстоянии 10 мм от торцов образца. Расстояние между этими рисками делят на четыре равных участка. Все измерения при разметке образцов производят с погрешностью не более 0,5 мм.

Схема испытания образца на статический изгиб для определения модуля упругости

1 — опоры; 2 — подкладки; 3 — образец; 4 — нажимные ножи; 5 — индикатор часового типа


  • 3.2.5. При помоши штангенциркуля или индикаторной скобы с погрешностью не более 0,1 мм измеряют фактическую высоту Л и ширину Ь образцов в трех точках у рисок 1, 3 и 5. Результаты измерения заносят в соответствующие графы протокола (см. приложение 2).

  • 3.2.6. Испытание образцов.

Модуль упругости определяют путем испытания каждого образца на статический изгиб. Испытания проводят на установке, схема которой показана на черт. 7. Образец размещают на опорах так, чтобы его риски 1 и 5 совпадали с рисками, проведенными через центры опор. Между опорами и образцом прокладывают металлические пластинки размером 20 х 20 х 3 мм. Штифт индикатора упирают в верхнюю плоскость образца у риски 3. Нагрузка передается на образец в двух точках у рисок 2 и 4 через нажимные ножи ступенчато. Количество ступеней нагружения должно быть не менее шести. Величина ступени нагружения при испытании образцов из древесины хвойных пород с пролетом /до 14 см составляет 2,5 Н, а при больших пролетах — 1,0 II. При испытаниях образцов из древесины твердых лиственных пород и лиственницы величина ступени нагружения соответственно равна 5,0 Н и 2,5 Н.

  • 3.2.7. Допускается нагружать образец через нажимные валики с помощью гирь. Гири последовательно и плавно укладывают на грузоприемную площадку, связанную тягами с нажимными валиками. Каждая гиря должна соответствовать одной ступени нагружения.

    Черт. 7


  • 3.2.8. Немедленно вслед за приложением каждой ступени нагружения по индикатору, измеряющему вели

чину прогиба, снимают отсчет с погрешностью не более 0,01 мм. Результат заносят в соответствующую графу протокола (см. приложение 2).

  • 3.2.9. Если один из крайних образцов сломается при выпиливании из секции Л/ или преждевременно разрушится при испытаниях из-за скрытых трещин, то берут новую пробу.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

  • 4.1. Определение влажности

    • 4.1.1. Влажность в момент взятия пробы (И/1) и после выдерживания (ИЛ) в процентах вычисляют по формулам:

W (ffi, -Отц) ■ 100

1 “ т»

... (т-.-тф) 100

ИЛ =------------.

  • 4.2. Определение средней деформации по длине слоя

    • 4.2.1. Для каждого слоя секции Д перемещение (А/) в мм вычисляют по формуле

Д/=/, -А,

где /| — второй отсчет по индикатору при измерении начальной длины, мм;

А — отсчет по индикатору при измерении конечной длины, мм.

Вычисление производят с точностью до 0.01 мм. Если /| > /2, то А / присваивают знак (+), если /| > А, то Д / присваивают знак минус (—).

Результаты вычислений Д / заносят в протокол (см. приложение I).

  • 4.2.2. Деформацию каждого слоя (е) вычисляют по формуле

с=_Д/ Д/

«I “ fl0+/j ’

где (i[ — начальная длина слоя, мм;

«о — установочный размер прибора, мм.

в протокол (см. приложение 2).


Эпюра остаточных напряжении

0,00k

Q, 006

0002g

0,001

— О’ 0001 0.002

Толщина доски Н.нм


Деформацию е вычисляют с точностью до 0,0001. Полученные значения £ с соответствующими знаками заносят в протокол (см. приложение I).

  • 4.2.1. 4.2.2 (Измененная редакция, Изи. № 1).

4.3. Вычисление модуля упругости образцов

  • 4.3.1. Вначале вычисляют приращение прогиба на каждую ступень нагрузки и полученные значения заносят в протокол (см. приложение 2). В дальнейшем модуль упругости вычисляют только для тех ступеней нагружения, для которых наблюдается практически постоянная величина приращения прогиба. Если при некоторой ступени нагружения наблюдается резкое увеличение приращения прогибов, то данные, относящиеся к этой и последующим ступеням нагрузок, не учитывают.

  • 4.3.2. За начальное нагружение, обжим, принимают первую ступень нагрузки. Вычитая из отсчетов нагрузки и прогибов их значения при обжиме, получают величины приведенных нагрузок Р и прогибов/, которые заносят в соответствующие графы протокола (см. приложение 2).

  • 4.3.3. Вычисляют средние значения А и b и результаты заносят в протокол (см. приложение 2).

  • 4.3.4. Для каждой четной ступени нагружения модуль упругости (£) в Па вычисляют по формуле

г- П Рр

64Ай7’

где Р — приведенная нагрузка, Н;

/ — расстояние между опорами, м;

b — ширина образца, м; Л — высота образца, м; /— приведенный прогиб, м.

Вычисление производят с точностью до I 107 Па.

Из полученных величин вычисляют среднее значение £для данного образца, которое заносят

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

  • 4.4. Определение напряжения и построение эпюры

    • 4.4.1. Характеристикой напряженного состояния древесины служит эпюра напряжений. Эпюру напряжений строят следующим образом (см. черт. 8). На горизонтальной оси О' — О' откладывают отрезок в масштабе 2:1, соответствующий толщине доски Н (см.черт. 8п). Из-за шероховатости поверхности слоев сумма всех толщин слоев оказывается несколько больше величины Н. Этот излишек равномерно распределяют между всеми слоями и определенную таким образом поправку, равную обычно 0.2—0,4 мм, вычитают из замеренной толщины каждого слоя. Полученные новые значения толщины слоев откладывают в порядке их нумерации на отрезке Н. На ординатах, проходящих через середину участков оси О — О \ соответствующих толщинам слоев (см. черт. 8а цифры 1:2; . ..; 12 обозначают номера слоев), откладывают величины деформаций е.

Масштаб принимают следующий: I см ординаты соответствует деформации, равной 0,001. Величины деформации со знаком плюс (+) откладывают вниз, а со знаком минус (—) — вверх от горизонтальной оси О' — О'. По полученным точкам строят кривую (х).

(Измененная редакция, Изм. № 2).

  • 4.4.2. В нижней части графика (см. черт. 86) на участке горизонтальной оси О " — О ", а также равном величине Н в масштабе 2:1, откладывают значения высоты образцов секции Л/, учитывая при этом ширину пропилов. На ординатах, проходящих через точки, соответствующие середине высоты каждого образца (см. черт. 86 цифры 1; 2; 3; 4 на оси О " — О"), откладывают значения модуля упругости в масштабе: 1 см соответствует I 108 Па. По полученным точкам строят кривую Е~ f2 (х).

    - ff ■0.2 44


    - \

    L.X 1.

    1 23


    10 П /2


    а — кривые напряжений о и деформаций е; б — кривая модуля упругости Е.


  • 4.4.3. По точке пересечения ординаты каждого слоя секции Д с кривой модуля упругости £=/> (х) определяют значение £для данного слоя. Полученные значения £для всех слоев секции Д заносят в соответствующую графу протокола (см. приложение 1).

  • 4.4.4. Напряжение (o') в Па вычисляют по формуле

а' = Е • с ,

где Е— модуль упругости данного слоя в Па;

е — деформация слоя.

Вычисление производят с точностью до 1 I04 Па.

Знак напряжений с' соответствует знаку деформации.

Полученные значения напряжений заносят в протокол (см. приложение I). (Измененная редакция, Изм. № 1).

  • 4.4.5. Значения напряжений а' откладывают (см. черт. 8а) на ординатах каждого слоя в зависимости от их знака вверх или вниз от оси О' — О’ в масштабе: 1 см соответствует 2 • I05 Па. По нанесенным на графике точкам строят кривую cf =/$ (х).

  • 4.4.6. Исходя из условий равновесия напряжений, нулевую линию эпюры переносят из положения О'- О' в положение О — О с таким расчетом, чтобы плошади эпюры с разными знаками были равны. Площади эпюры измеряют планиметрированием или другим способом с погрешностью не более 1 мм2. Соответственно новому положению нулевой линии переносят и шкалу напряжений. Окончательно величину напряжений о определяют по второй левой шкале (см. черт. 8д).

Для определения максимальных напряжений по ширине доски необходимо напряжения о увеличить в 1,3 раза.

  • 4.4.7. Надпись к графику с эпюрой напряжений должна содержать марку пробы, название породы, влажность в момент взятия пробы и влажность после выдерживания.

Проба____________


ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Рекомендуемое


ПРОТОКОЛ определения остаточных напряжений


Влажность =


Установочный размер oq________мм. Толщина доски Н =________мм

«_______»_______________19 г.


Подпись_______________________


Номер слоя

Толщина слоя Л, мм

Отсчеты по индикатору, мм. при измерении

Перемещение слоя д /, мм

Деформация слоя, е

Модуль упругости слоя в 1 I08 Па Е

Напряжение в слое в 1 10* Па О'

начальной длины слоев 6

конечной длины слоев

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Рекомендуемое

ПРОТОКОЛ

определения послойного модуля упругости

«________•_________________19 г.


Подпись _______________________


Проба__________. Расстояние между опорами / =__________мм

9

1

•8

V

3 ф Z

Номер ступени нагрузки

Нагрузка в 10 Н

ф

Е

ft

О' Ф « « Z

ЕЙ*

Е :с

Приращение прогиба на каждую ступень нагрузки в

0,01 мм

Приведенная нагрузка ?в 10 Н

Приведенный прогиб / в мм

Модуль упругости Е в 1 • 10* Па

Размеры сечения образца, в мм

высота

ширина

по ступеням нагрузки

средний для образца

в местах измерения

средняя

в местах измерения

средняя

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

  • 1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством лесной промышленности СССР РАЗРАБОТЧИКИ

Б.Н. Уголев, д-р техн, наук, Г.А. Чибисова, канд. техн, наук, Т.В. Кузнецова, Н.И. Евдокимова

  • 2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 22.11.73 № 2547

  • 3. ВЗАМЕН ГОСТ 11603-65

  • 4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на которые дана ссылка

Номер пункта


1.6

1.1, 1.6

1.7


ГОСТ 166-89

ГОСТ 577-68

ГОСТ 25336—82

  • 5. Ограничение срока действия снято по протоколу №4—93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сергификации (ИУС 4—94)

  • 6. ПЕРЕИЗДАНИЕ (декабрь 1998 г.) с Изменениями № 1, 2, утвержденными в июне 1984 г., феврале 1989 г. (ИУС 9-84, 5-89)

Редактор М.И. Максимова Техническим редактор В.Н. Прусакова Корректор С.И. Фирсова Компьютерная верстка Е.Н. Мартемьяновой

Изд. лиц. № 021007 от 10.08.95. Сдано в набор 19.01.99. Подписано в печать 11.02.99. Усл. печ. л. 1,40. Уч.-изд. л. 0,97. Тираж 115экз. CIS9I. Зак. 103.

ИПК Издательство стандартов, 107076, Москва, Колодезный пер., 14. Набрано в Издательстве на ПЭВМ

Филиал ИПК Издательство стандартов — тип. “Московский печатник", Москва, Лялин пер., 6.

Плр № 080102