Propiedades Mecánicas De La Madera: ¿que Tiene? ¿Qué Es La Fuerza, De Qué Depende Y En Qué Se Diferencia De La Elasticidad? ¿Qué Otras Propiedades Son Mecánicas?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Última modificación: 2024-01-15 04:10

La madera es un material bastante popular que encuentra su aplicación en diversas áreas de la vida humana. Al mismo tiempo, no todas las personas saben que las materias primas tienen una serie de características únicas. Hoy, en nuestro artículo, analizaremos más de cerca las propiedades mecánicas de la madera.

Peculiaridades

Las propiedades mecánicas de la madera caracterizan la calidad general del material y están en proporción directa con él. Los indicadores más importantes de resistencia mecánica incluyen la capacidad de un árbol para soportar cargas tanto estáticas como dinámicas.

Para eso Para determinar las propiedades mecánicas que posee un material, se estira, se comprime, se dobla y se corta . Debe tenerse en cuenta que la madera se denomina material anisotrópico, respectivamente, la materia prima puede tener diferentes propiedades dependiendo de la dirección en la que se vea afectada. Hay 2 direcciones en total: radial y tangencial.

¿Qué es la fuerza y de qué depende?

La característica mecánica más importante de la madera es su resistencia. Las características de resistencia tienen un impacto directo sobre cómo y en qué nivel un material puede resistir y resistir fracturas no deseadas.

Vale la pena señalar el hecho de que existe una relación directa entre la fuerza y la dirección del impacto en la madera. Por lo tanto, la resistencia de la materia prima aumenta 20 veces cuando el impacto es a lo largo de las fibras que si se aplica presión a lo largo.

La clase media (llamada "intermedia") está ocupada por coníferas . Las tasas más altas son características, por ejemplo, para el abedul; es por eso que a menudo se fabrican varias estructuras de soporte y soporte, así como elementos para los que es importante una mayor resistencia al desgaste.

Es interesante. Los indicadores de fuerza permitida y sus límites (tanto mínimo como máximo) no se pueden determinar de forma independiente en el hogar. Dichos procedimientos se realizan exclusivamente en condiciones de laboratorio. Al mismo tiempo, los experimentos y experimentos se llevan a cabo exclusivamente sobre la base de las regulaciones estatales vigentes.

se debe notar que el nivel de resistencia y elasticidad está influenciado por el nivel de humedad . Entonces, cuando se humedece, ocurren reacciones específicas dentro de la madera, que reducen su resistencia. Además, esta disposición es relevante solo si el nivel de humedad aumenta al 25%. La humectación adicional no difiere en ninguna reacción significativa y no afecta los indicadores de fuerza. Los expertos entienden esto.

Para eso para comparar los indicadores de resistencia de diferentes rocas, debe asegurarse de que sus indicadores de humedad sean idénticos - Solo en este caso es posible hablar de un resultado objetivo e imparcial.

Además de la humedad, al medir la resistencia, también es importante prestar atención a la naturaleza y duración de las cargas . Por ejemplo, las cargas estáticas son constantes. Además, se caracterizan por un aumento lento y gradual. Por otro lado, las cargas dinámicas son relativamente cortas. De una forma u otra, ambas cargas pueden destruir la madera.

También debe tenerse en cuenta que los indicadores de resistencia, sus límites y límites difieren según el tipo específico de deformación

Extensión . Si hablamos de la resistencia a la tracción de la madera, este indicador es de 1300 kgf / cm2 (y este parámetro es relevante para todas las variedades). En tal situación, la estructura interna de la madera es de importancia decisiva. Si las fibras están dispuestas y estructuradas correctamente, la resistencia aumenta (y viceversa). La resistencia difiere dependiendo de si la madera se estira a lo largo oa lo ancho. En el primer caso, el indicador es bastante grande, y en el segundo, es 20 veces menor y asciende a 65 kgf / cm2. Debido a estas características mecánicas, la madera rara vez se utiliza para crear productos que trabajen en tensión transversal.

Compresión . Como cualquier otro impacto sobre la madera, se puede realizar tanto en sentido longitudinal como transversal. Si hablamos de compresión a lo largo de las fibras, vale la pena señalar que en este caso la roca se acortará (así es como el proceso de deformación se manifestará en el exterior). También debe tenerse en cuenta que la resistencia de la madera, que no se comprime a lo largo, sino a lo ancho, se reduce significativamente, específicamente en 8 veces. En condiciones de laboratorio, el árbol se comprime en las direcciones radial y tangencial. En el curso de la realización de tales experimentos, los científicos han establecido con certeza que la resistencia a la compresión de diferentes rocas no es la misma. Entonces, las rocas con rayos centrales se distinguen por indicadores más altos bajo compresión radial. Por otro lado, las coníferas muestran valores de resistencia bastante altos incluso bajo compresión tangencial.

Flexión estática . Una característica distintiva de este tipo de impacto, como la flexión estática, es que las diferentes capas de madera reciben diferentes efectos, es decir, las capas superiores de madera reciben tensión de compresión y las inferiores, que se estiran a lo largo de las fibras. Entre las capas superior e inferior hay una capa especial que no experimenta ninguna presión. Tradicionalmente, esta capa se llama neutral. Inicialmente, la destrucción del material comienza en la zona estirada inferior, en relación con la cual se rompen las fibras de madera extremas. Existe un índice de fuerza promedio, que es típico para una gran cantidad de especies arbóreas, es de 1,000 kgf / cm2 (aunque puede haber desviaciones de este indicador dependiendo de los indicadores únicos de cada especie específica, así como del nivel de humedad).

Cambio . Básicamente, el cortante es una deformación, que es el desplazamiento de una parte en relación con otra. Hay varios tipos diferentes de cizallamiento: cizallamiento (puede ocurrir en cualquier dirección) y cizallamiento. En este caso, es especialmente importante controlar qué tan fuerte permanece el árbol. Por lo tanto, el astillado a lo largo afecta negativamente a los indicadores de resistencia, la roca permanece más fuerte durante el astillado transversal.

Como hemos visto, la resistencia es la característica mecánica más importante de la madera. Al mismo tiempo, una variedad de influencias pueden afectar su nivel. Todos estos factores deben tenerse en cuenta durante la operación del material para no violar su integridad.

Otras propiedades mecánicas básicas

Además de la resistencia, la madera también se caracteriza por otras propiedades mecánicas y físico-mecánicas. Echemos un vistazo más de cerca a los principales.

Dureza

En primer lugar, es necesario decir sobre una característica de un material natural como la dureza. La dureza es una de las características más importantes de un material y es la capacidad de una materia prima para resistir en relación con la penetración de un cuerpo sólido de cierta forma . Distinga entre dureza final y lateral (según el lado del material afectado). La dureza final es mayor en términos de rendimiento.

Importante. Cabe señalar este hecho: a pesar de que algunos tipos de madera se distinguen por un mayor nivel de dureza, este material sigue siendo inferior en estas características a materias primas como, por ejemplo, el metal.

Dependiendo de los indicadores de dureza, un material de construcción como la madera se divide en 3 grupos principales:

• blando (por ejemplo, pino, abeto, cedro, abeto, tilo, álamo temblón, aliso, castaño, etc.);
• sólido;
• extra duro.

En consecuencia, en la fabricación de ciertos productos, es muy importante tener en cuenta un parámetro como la dureza. Por ejemplo, es deseable hacer elementos decorativos a partir de variedades suaves, y solo las variedades especialmente duras son adecuadas para crear estructuras de soporte.

La dureza de la madera es fundamental durante la aplicación y el procesamiento del material . Dependiendo de sus necesidades específicas y el ámbito de aplicación de la madera, una u otra opción puede ser la más relevante y adecuada.

Resistencia al impacto

Otra característica importante que difiere entre ciertos tipos de madera (por ejemplo, arce y abeto) es la resistencia al impacto. Esta propiedad designa y determina la capacidad de un material para absorber cargas dinámicas . Al mismo tiempo, cuanto mayor sea la resistencia al impacto, menos daños y violaciones de integridad observará en el árbol en el proceso de aplicación de estas cargas tan dinámicas. En general, podemos decir que para la mayoría de razas este indicador se encuentra en un nivel bastante alto.

Resistencia al desgaste

Se debe prestar especial atención a la resistencia al desgaste, ya que es este parámetro el que determina si la madera es capaz de resistir en relación a cargas de fricción prolongadas. Dependiendo de qué tan alta sea la resistencia al desgaste, la posible vida útil del material variará significativamente . El nivel de resistencia al desgaste está influenciado decisivamente por la dirección de corte y las características únicas de cada especie de madera en particular. Debe tenerse en cuenta que una alta resistencia al desgaste es característica de las superficies de los extremos. En términos de resistencia al desgaste, la madera seca y húmeda difieren: la primera tiene un nivel más alto.

La capacidad de sujetar soportes de metal

Como se mencionó anteriormente, la madera es uno de los materiales más populares, extendidos y demandados que se utiliza para crear muebles, elementos decorativos y una gran cantidad de otros productos. En consecuencia, al procesarlo, se introducen una gran cantidad de sujetadores, la mayoría de las veces, metal . Por lo tanto, un indicador como la capacidad de sujetar sujetadores metálicos es de suma importancia. Entonces, por ejemplo, los clavos pueden cortar o separar las fibras de un árbol y los tornillos pueden atrapar las fibras.

La capacidad de doblarse

Para crear productos funcionales y estéticamente agradables, la madera debe estar doblada. En este sentido, la capacidad de doblarse es otra propiedad mecánica importante de la madera. Tenga en cuenta que las diferentes razas tienen diferentes niveles de capacidad de flexión . Entonces, por ejemplo, con respecto a las coníferas, la regla es que al doblar las agujas deben humedecerse, pero un árbol seco prácticamente no se dobla (y cuando se aplica alta presión, puede romperse).

Deformabilidad

Las características de deformación también son esenciales. Afectan la rapidez con que las especies de árboles (si es que lo hacen) se recuperan de un impacto dinámico a corto plazo. En combinación con la deformabilidad, una característica como el modelo de elasticidad también juega un papel importante.

Debido a que la madera se utiliza en diversos ámbitos de la vida humana y es uno de los materiales más demandados, es muy importante conocer en detalle todas sus propiedades. En consecuencia, antes de usar el material para crear ciertos productos (por ejemplo, muebles, elementos decorativos, etc.) Todas las propiedades químicas, físicas y mecánicas deben examinarse cuidadosamente. Solo entonces su producto será duradero y confiable. Recuerde que los diferentes tipos de madera son adecuados para diferentes propósitos. Además, algunas rocas no pueden exponerse en absoluto, de lo contrario, simplemente colapsarán. Este conocimiento es especialmente relevante para ebanistas profesionales y otros representantes de la industria de la construcción.