МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ДРЕВЕСИНА
Методы определения модуля упругости при статическом изгибе
|
ГОСТ
16483.9-73*
|
Wood.
Methods for determination of modulus
of elasticity in static bending
|
Взамен
ГОСТ 16483.9-72
|
* Переиздание (сентябрь 1999 г.) с Изменениями №1, 2,
утвержденными в январе 1980 г., октябре 1988 г. (ИУС 3-80, 1-89)
Постановлением Государственного комитета стандартов
Совета Министров СССР от 23.10.73 № 2364 дата введения установлена
01.07.74
Ограничение срока действие снято по протоколу № 3-93
Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификация (ИУС
5-6-93)
Настоящий стандарт
распространяется на древесину и устанавливает методы определения модуля
упругости при статическом изгибе.
Стандарт соответствует СТ СЭВ
1142-78 и ИСО 3349-75 в части определения модуля упругости при статическом
изгибе кондиционированных образцов.
Методы не распространяются на
авиационные пиломатериалы и заготовки.
(Измененная редакция, Изм. №
1).
1. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ ИЗГИБЕ
Метод предназначен для
определения модуля упругости древесины при кондиционировании образцов по ГОСТ
16483.0-89.
1.1.
Аппаратура
1.1.1. Машина испытательная по ГОСТ
28840-90, обеспечивающая скорость нагружения образца или перемещение
нагружающей головки, позволяющая измерять нагрузку с погрешностью не более 1 %.
1.1.2. Приспособление, схема
которого изображена на черт. 1, или
подобное ему, для создания симметричной относительно длины образца зоны чистого
изгиба, состоящее из двух опор и расположенных между ними двух нагружающих
ножей.
1 - индикатор; 2 - держатель; 3 - скоба-упор; 4 - винт; 5 - образец Черт. 1
Расстояние между центрами опор
должно быть 240 мм, а между нагружающими ножами - 1/2 расстояния между центрами
опор. Радиус закругления опор и ножей должен быть 30 мм.
1.1.3. Прибор для измерения
прогиба образца в зоне чистого изгиба, состоящий из следующих умов:
- измерительного устройства
линейных перемещений с погрешностью измерения не более 0,001 мм;
- приспособления для крепления
устройства по нейтральной оси образца симметрично относительно середины его
длины с расстоянием между точками закрепления, равным расстоянию между нагружающими
ножами;
- приспособления, закрепляемого
по нейтральной оси образца в середине его длины и используемого в качестве
начала отсчета прогиба образца.
1.1.4. Штангенциркуль по ГОСТ 166-89 с
погрешностью измерения не более 0,1 мм.
1.1.5. Аппаратура для определения
влажности древесины по ГОСТ 16483.7-71.
1.1.1 - 1.1.5. (Введены
дополнительно, Изм. № 1).
1.2. Подготовка к испытанию
1.2.1.
Образцы изготовляют в форме прямоугольного бруска сечением 20×20 мм и
длиной вдоль волокон 300 мм.
1.2.2. Точность изготовления,
влажность и количество образцов должны соответствовать требованиям ГОСТ
16483.0-89.
1.3. Проведение испытания
1.3.1.
Испытание проводят при действии изгибающего усилия перпендикулярно радиальной
поверхности образца, изгиб тангентальный. Допускается проводить испытания при
радиальном изгибе.
1.3.2. На середине длины образца
измеряют с погрешностью не более 0,1 мм ширину b в радиальном и высоту h в тангентальном направлениях при
тангентальном изгибе. При радиальном изгибе измеряют ширину b в
тангентальном и высоту h в радиальном направлениях.
1.3.3.
Образец с закрепленным на нем по нейтральной линии прибором для измерения
прогиба в зоне чистого изгиба нагружают по схеме, изображенной на черт. 2.
Черт. 2
Испытание образца выполняют с
постоянной скоростью нагружения или постоянной скоростью перемещения
нагружающей головки испытательной машины для обеспечения нагружения образца до
800 Н за 30 с. Когда нагрузка достигнет 800 Н, образец плавно разгружают до 200
Н, после чего вновь нагружают до 800 Н и разгружают до 200 Н. При последующих
четырех нагружениях в момент достижения нагрузки 300 и 800 Н измеряют в течение
не более 10 с прогиб с погрешностью не более 0,001 мм.
Если в диапазоне нагрузок от 300
до 800 Н деформация непропорциональна нагрузке, то верхний и нижний пределы
нагружения изменяют так, чтобы получаемые величины прогиба были в пределах
прямолинейного участка диаграммы «нагрузка-деформация», при этом верхний предел
нагружения не должен превышать 50 % от разрушающей нагрузки.
Прямолинейный участок диаграммы
определяют по результатам предварительных испытаний подобных образцов.
При использовании машины с
электромеханическим приводом допускается проводить испытания с равномерной
скоростью нагружения (1500 ± 300) Н/мин при условии достижения нагрузки 800 Н
за 30 с. При этом условии допускается проводить испытания при скорости
перемещения нагружающей головки испытательной машины (15 ± 5) мм/мин.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
1.3.4. После испытания определяют
влажность образцов в соответствии с требованиями ГОСТ 16483.7-71.
Пробу для определения влажности
вырезают длиной 30 мм из середины длины образца.
Минимальное количество
испытываемых на влажность образцов должно соответствовать ГОСТ
16483.0-89.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
1.4. Обработка результатов
1.4.1. Модуль упругости древесины
при кондиционировании образцов (EW) в ГПа вычисляют по формуле
где p - нагрузка, равная разности между верхним и
нижним пределами нагружения, Н;
l - расстояние между
опорами;
b -
ширина образца, мм;
h - высота образца,
мм;
f - прогиб образца в зоне чистого изгиба, равный
разности между средними арифметическими результатами измерения прогиба при
верхнем и нижнем пределах нагружения, мм.
Вычисление производят с
округлением до 0,1 ГПа.
1.4.2. Модуль упругости (EW) в
ГПа пересчитывают на влажность 12 % по формулам:
для образцов с влажностью меньше
предела гигроскопичности
где EW - модуль упругости образца с влажностью W в момент
испытания, ГПа;
α - поправочный коэффициент, равный 0,01 на 1%
влажности;
W - влажность
образца в момент испытания, %;
для образцов с влажностью, равной
или больше предела гигроскопичности
где EW - модуль упругости образца с влажностью W в момент испытания, ГПа;
- коэффициент пересчета при влажности 30 %, равный: 0,80 - для хвойных пород; 0,89 - для кольцесосудистых
пород; 0,77 - для бука; 0,82 - для березы и других рассеяннососудистых пород.
Вычисление производят с округлением
до 0,1 ГПа.
1.4.3. Статистическую обработку
опытных данных выполняют по ГОСТ
16483.0-89.
1.4.4. Результаты испытаний и
расчетов заносят в протокол испытаний, форма которого приведена в приложении 1.
2. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ ИЗГИБЕ
НЕКОНДИЦИОНИРОВАННЫХ ОБРАЗЦОВ
2.1. Аппаратура по п. 1.1.
2.2. Под готовка к испытанию
2.2.1. Образцы изготовляют по п. 1.2.1.
2.2.2. Точность изготовления и
количество образцов должны соответствовать требованиям ГОСТ
16483.0-89.
2.2.3. Образцы должны находиться
до испытания в условиях, исключающих изменение их начальной влажности.
2.3. Проведение испытания по пп. 1.3.1
- 1.3.3.
После испытания определяют влажность каждого образца с погрешностью не более 1% по ГОСТ 16483.7-71. Пробу на
влажность длиной 30 мм вырезают из середины длины образца. Влажность образцов
из свежесрубленной древесины не определяют.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Модуль упругости образца с
влажностью в момент испытания (EW) в ГПа вычисляют по формуле
где p - нагрузка, равная разности между верхним и
нижним пределом нагружения, Н;
l - расстояние между
опорами;
b - ширина образца, мм;
h - высота образца, мм;
f - прогиб образца в зоне чистого изгиба, равный разности
между средними арифметическими результатами измерения прогиба при верхнем и
нижнем пределах нагружения, мм.
Вычисление производят с
округлением до 0,1 ГПа.
2.4.2. Модуль упругости
пересчитывают на влажность 12 % (E12) в ГПа по формуле
где - коэффициент
пересчета, определяемый по таблице при известной плотности древесины.
Влажность, %
|
Коэффициент пересчета при плотности ρ12,
кг/м3
|
400
|
450
|
500
|
550
|
600
|
650
|
700
|
750
|
800
|
850
|
900
|
5
|
1,095
|
1,090
|
1,080
|
1,075
|
1,069
|
1,061
|
1,055
|
1,049
|
1,044
|
1,037
|
1,032
|
6
|
1,085
|
1,080
|
1,072
|
1,066
|
1,061
|
1,055
|
1,049
|
1,044
|
1,039
|
1,034
|
1,029
|
7
|
1,075
|
1,070
|
1,065
|
1,057
|
1,052
|
1,048
|
1,042
|
1,036
|
1,033
|
1,029
|
1,025
|
8
|
1,060
|
1,058
|
1,055
|
1,050
|
1,044
|
1,039
|
1,035
|
1,031
|
1,027
|
1,024
|
1,020
|
9
|
1,047
|
1,046
|
1,040
|
1,038
|
1,035
|
1,030
|
1,027
|
1,025
|
1,021
|
1,019
|
1,015
|
10
|
1,034
|
1,030
|
1,028
|
1,025
|
1,022
|
1,020
|
1,018
|
1,016
|
1,014
|
1,012
|
1,010
|
11
|
1,017
|
1,015
|
1,014
|
1,013
|
1,012
|
1,011
|
1,010
|
1,009
|
1,007
|
1,005
|
1,004
|
12
|
1,000
|
1,000
|
1,000
|
1,000
|
1,000
|
1,000
|
1,000
|
1,000
|
1,000
|
1,000
|
1,000
|
13
|
0,985
|
0,986
|
0,987
|
0,988
|
0,989
|
0,990
|
0,991
|
0,991
|
0,992
|
0,993
|
0,994
|
14
|
0,965
|
0,968
|
0,971
|
0,974
|
0,977
|
0,979
|
0,981
|
0,982
|
0,983
|
0,985
|
0,987
|
15
|
0,948
|
0,950
|
0,955
|
0,959
|
0,963
|
0,967
|
0,970
|
0,973
|
0,975
|
0,978
|
0,981
|
16
|
0,930
|
0,935
|
0,940
|
0,945
|
0,950
|
0,955
|
0,960
|
0,963
|
0,967
|
0,971
|
0,975
|
17
|
0,910
|
0,918
|
0,925
|
0,931
|
0,937
|
0,945
|
0,950
|
0,954
|
0,960
|
0,964
|
0,969
|
18
|
0,895
|
0,900
|
0,910
|
0,916
|
0,925
|
0,932
|
0,939
|
0,945
|
0,951
|
0,957
|
0,962
|
19
|
0,875
|
0,885
|
0,894
|
0,901
|
0,912
|
0,920
|
0,927
|
0,935
|
0,942
|
0,950
|
0,955
|
20
|
0,858
|
0,870
|
0,880
|
0,890
|
0,900
|
0,910
|
0,917
|
0,925
|
0,934
|
0,942
|
0,950
|
21
|
0,840
|
0,850
|
0,865
|
0,876
|
0,889
|
0,899
|
0,907
|
0,915
|
0,926
|
0,934
|
0,943
|
22
|
0,825
|
0,840
|
0,851
|
0,864
|
0,877
|
0,890
|
0,900
|
0,909
|
0,918
|
0,928
|
0,937
|
23
|
0,810
|
0,823
|
0,838
|
0,851
|
0,867
|
0,880
|
0,891
|
0,901
|
0,912
|
0,922
|
0,932
|
24
|
0,794
|
0,810
|
0,825
|
0,840
|
0,856
|
0,870
|
0,881
|
0,892
|
0,904
|
0,915
|
0,926
|
25
|
0,780
|
0,796
|
0,812
|
0,829
|
0,846
|
0,861
|
0,872
|
0,887
|
0,900
|
0,911
|
0,921
|
26
|
0,765
|
0,782
|
0,800
|
0,816
|
0,836
|
0,851
|
0,865
|
0,880
|
0,892
|
0,904
|
0,915
|
27
|
0,750
|
0,770
|
0,789
|
0,806
|
0,826
|
0,842
|
0,857
|
0,872
|
0,887
|
0,900
|
0,911
|
28
|
0,740
|
0,760
|
0,777
|
0,798
|
0,817
|
0,835
|
0,851
|
0,866
|
0,881
|
0,895
|
0,908
|
29
|
0,730
|
0,750
|
0,767
|
0,786
|
0,809
|
0,827
|
0,844
|
0,861
|
0,877
|
0,891
|
0,904
|
30
|
0,715
|
0,735
|
0,756
|
0,776
|
0,800
|
0,820
|
0,839
|
0,854
|
0,871
|
0,885
|
0,900
|
Примечание. Коэффициенты пересчета для промежуточных
значений плотности определяют линейным интерполированием коэффициентов для смежных значений плотности.
Пример. Коэффициент пересчета для породы с плотностью 650 кг/м3
равен 0,820. Коэффициент для породы с
плотностью 700 кг/м3 равен 0,839. Коэффициент для породы с плотностью 670 кг/м3
определяют по формуле
В случае, если определение
плотности не производилось, модуль упругости (E12) вычисляют в ГПа по формуле
где α - поправочный коэффициент, равный: 0,019 - для хвойных пород; 0,012 -
для кольцесосудистых пород; 0,013 - для бука; 0,010 - на 1 % влажности - для
березы и других рассеянно-сосудистых пород.
Вычисление производят с
округлением до 0,1 ГПа.
2.4.3. Статистическую обработку
опытных данных выполняют по ГОСТ
16483.0-89.
2.4.4. Результаты испытаний и
расчетов заносят в протокол испытаний, форма которого приведена в приложении 2.
ПРИЛОЖЕНИЕ
1
Рекомендуемое
ПРОТОКОЛ
определения модуля упругости при статическом изгибе
Порода________________________
|
Температура воздуха Θ, °С_____________
|
Скорость нагружения,
Н/мин_______________________________________________________
|
Степень
насыщенности воздуха φ,
%________________________________________________
|
Маркировка
|
Размеры поперечного сечения
образца, мм
|
Отсчет по прогибомеру при
нагрузке Н
|
Влажность W, %
|
Модуль упругости, ГПа
|
Примечание
|
b
|
h
|
300
|
800
|
EW
|
E12
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
«_____»_________________19_____
|
Подпись_________________________
|
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое
ПРОТОКОЛ
определения модуля упругости при статическом изгибе некондиционированных
образцов
Порода____________________________
|
Температура воздуха Θ, °С______________
|
Скорость
нагружения, Н/мин__________
|
Степень насыщенности воздуха φ, %______
|
Вид
изгиба_________________________
|
|
Маркировка
|
Размеры поперечного сечения
образца, мм
|
Отсчеты по прогибомеру при
нагрузке, Н
|
Влажность W,%
|
Коэффициент пересчета
|
Модуль упругости, ГПа
|
Примечание
|
b
|
h
|
300
|
800
|
EW
|
E12
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
«_____»_________________19_____
|
Подпись_________________________
|
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное
Информационные данные о соответствии ГОСТ 16483.9-73 и СТ СЭВ 1142-78
Разд. 1 ГОСТ 16483.9-73
соответствует СТ СЭВ 1142-78.
ПРИЛОЖЕНИЕ
3. (Введено дополнительно,
Изм. № 1).
|
|