Mechanische Eigenschaften Von Holz: Was Hat Es? Was Ist Festigkeit, Wovon Hängt Sie Ab Und Wie Unterscheidet Sie Sich Von Der Elastizität? Welche Anderen Eigenschaften Sind Mechani

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-15 04:09

Holz ist ein ziemlich beliebtes Material, das in verschiedenen Bereichen des menschlichen Lebens seine Anwendung findet. Gleichzeitig weiß nicht jeder, dass Rohstoffe eine Reihe einzigartiger Eigenschaften haben. Heute werden wir in unserem Artikel die mechanischen Eigenschaften von Holz genauer unter die Lupe nehmen.

Besonderheiten

Die mechanischen Eigenschaften von Holz charakterisieren die Gesamtqualität des Materials und stehen in direktem Verhältnis dazu. Zu den wichtigsten Indikatoren für die mechanische Festigkeit gehört die Fähigkeit eines Baumes, sowohl statischen als auch dynamischen Belastungen standzuhalten.

Dafür Um die mechanischen Eigenschaften eines Materials zu bestimmen, wird es gedehnt, gestaucht, gebogen und geschert . Dabei ist zu beachten, dass Holz als anisotroper Werkstoff bezeichnet wird bzw. der Rohstoff je nach Einwirkungsrichtung unterschiedliche Eigenschaften aufweisen kann. Es gibt insgesamt 2 Richtungen: radial und tangential.

Was ist Stärke und wovon hängt sie ab?

Die wichtigste mechanische Eigenschaft von Holz ist seine Festigkeit. Festigkeitseigenschaften haben einen direkten Einfluss darauf, wie und auf welchem Niveau ein Material ungewollten Brüchen widerstehen und widerstehen kann.

Es ist erwähnenswert, dass es einen direkten Zusammenhang zwischen Stärke und Schlagrichtung auf Holz gibt. Die Festigkeit des Rohmaterials wird also 20-mal höher, wenn der Aufprall entlang der Fasern erfolgt, als wenn der Druck quer ausgeübt wird.

Die mittlere (sog. "Zwischen-") Klasse wird von Nadelbäumen besetzt . Höhere Raten sind beispielsweise für Birke charakteristisch - deshalb werden sehr oft verschiedene Trag- und Tragkonstruktionen daraus hergestellt, sowie Elemente, bei denen es auf eine erhöhte Verschleißfestigkeit ankommt.

Das ist interessant. Indikatoren für die zulässige Stärke und ihre Grenzen (sowohl Minimum als auch Maximum) können zu Hause nicht unabhängig bestimmt werden. Solche Verfahren werden ausschließlich unter Laborbedingungen durchgeführt. Dabei werden Versuche und Versuche ausschließlich auf Grundlage der aktuellen Landesvorschriften durchgeführt.

Es sollte angemerkt werden, dass die Festigkeit und Elastizität wird durch den Feuchtigkeitsgehalt beeinflusst . Bei Befeuchtung treten also im Holz spezifische Reaktionen auf, die seine Festigkeit verringern. Darüber hinaus ist diese Bestimmung nur relevant, wenn der Feuchtigkeitsgehalt auf 25 % ansteigt. Eine weitere Befeuchtung unterscheidet sich in keinen wesentlichen Reaktionen und beeinflusst die Festigkeitsindikatoren nicht. Experten verstehen das.

Dafür Um die Festigkeitsindikatoren verschiedener Gesteine zu vergleichen, müssen Sie sicherstellen, dass ihre Feuchtigkeitsindikatoren identisch sind - nur in diesem Fall kann man von einem objektiven und unparteiischen Ergebnis sprechen.

Neben der Feuchtigkeit ist bei der Festigkeitsmessung auch auf die Art und Dauer der Belastungen zu achten . Zum Beispiel sind statische Lasten konstant. Darüber hinaus zeichnen sie sich durch einen langsamen und allmählichen Anstieg aus. Andererseits sind die dynamischen Belastungen relativ kurz. So oder so können beide Ladungen Holz zerstören.

Es sollte auch berücksichtigt werden, dass sich die Festigkeitsindikatoren, ihre Grenzen und Grenzen je nach spezifischer Verformungsart unterscheiden

Dehnen . Wenn wir über die Zugfestigkeit von Holz sprechen, beträgt dieser Indikator 1.300 kgf / cm2 (und dieser Parameter ist für alle Sorten relevant). In einer solchen Situation ist die innere Struktur des Holzes von entscheidender Bedeutung. Wenn die Fasern richtig angeordnet und strukturiert sind, steigt die Festigkeit (und umgekehrt). Die Festigkeit ist unterschiedlich, je nachdem, ob das Holz längs oder quer gestreckt wird. Im ersten Fall ist der Indikator ziemlich groß und im zweiten Fall 20-mal kleiner und beträgt 65 kgf / cm2. Aufgrund dieser mechanischen Eigenschaften wird Holz selten verwendet, um Produkte herzustellen, die unter Querspannung arbeiten.

Kompression . Wie jeder andere Schlag auf Holz kann er sowohl in Längs- als auch in Querrichtung erfolgen. Wenn wir über die Kompression entlang der Fasern sprechen, ist zu beachten, dass in diesem Fall das Gestein verkürzt wird (so manifestiert sich der Verformungsprozess außen). Es ist auch zu berücksichtigen, dass die Festigkeit von Holz, das nicht längs, sondern quer komprimiert wird, deutlich reduziert wird, und zwar um das 8-fache. Unter Laborbedingungen wird der Baum in radialer und tangentialer Richtung gestaucht. Bei solchen Experimenten haben Wissenschaftler mit Sicherheit festgestellt, dass die Druckfestigkeit verschiedener Gesteine nicht gleich ist. Gesteine mit Kernstrahlen zeichnen sich also durch höhere Indikatoren unter radialer Kompression aus. Andererseits zeigen Nadelhölzer auch unter tangentialer Kompression recht hohe Festigkeitswerte.

Statisches Biegen . Ein charakteristisches Merkmal dieser Art von Stößen, wie z. B. statischer Biegung, besteht darin, dass verschiedene Holzschichten unterschiedliche Wirkungen erhalten, nämlich die oberen Holzschichten eine Druckspannung erhalten und die unteren eine Dehnung entlang der Fasern. Zwischen der oberen und unteren Schicht befindet sich eine spezielle Schicht, die keinen Druck erfährt. Traditionell wird diese Schicht als neutral bezeichnet. Zunächst beginnt die Zerstörung des Materials in der unteren Streckzone, in deren Zusammenhang die extremen Holzfasern gerissen werden. Es gibt einen durchschnittlichen Festigkeitsindex, der für eine große Anzahl von Baumarten typisch ist, er beträgt 1.000 kgf / cm2 (wobei Abweichungen von diesem Indikator je nach den einzigartigen Indikatoren jeder spezifischen Art sowie auf der Höhe der Feuchtigkeit).

Verschiebung . Grundsätzlich ist Schub eine Verformung, also die Verschiebung eines Teils in Bezug auf ein anderes. Es gibt verschiedene Arten von Scheren: Scheren (kann in jede Richtung erfolgen) und Scheren. In diesem Fall ist es besonders wichtig zu überwachen, wie stark der Baum bleibt. So wirkt sich das Abplatzen negativ auf die Festigkeitsindikatoren aus, das Gestein bleibt beim Querabplatzen fester.

Wie wir gesehen haben, ist die Festigkeit die wichtigste mechanische Eigenschaft von Holz. Gleichzeitig können verschiedene Einflüsse sein Niveau beeinflussen. Alle diese Faktoren sollten beim Betrieb des Materials berücksichtigt werden, um seine Integrität nicht zu verletzen.

Andere grundlegende mechanische Eigenschaften

Holz zeichnet sich neben der Festigkeit auch durch weitere mechanische und physikalisch-mechanische Eigenschaften aus. Schauen wir uns die wichtigsten genauer an.

Härte

Zuallererst ist es notwendig, über eine solche Eigenschaft eines natürlichen Materials wie die Härte zu sprechen. Härte ist eine der wichtigsten Eigenschaften eines Materials und ist die Widerstandsfähigkeit eines Rohmaterials gegenüber dem Eindringen eines Festkörpers einer bestimmten Form . Unterscheiden Sie zwischen End- und Seitenhärte (je nach betroffener Materialseite). Die Endhärte ist im Hinblick auf die Leistung höher.

Wichtig. Dabei ist zu beachten: Obwohl sich einige Holzarten durch eine erhöhte Härte auszeichnen, ist dieses Material in diesen Eigenschaften Rohstoffen wie beispielsweise Metall immer noch unterlegen.

Abhängig von den Härteindikatoren wird ein Baustoff wie Holz in 3 Hauptgruppen unterteilt:

• weich (zum Beispiel Kiefer, Fichte, Zeder, Tanne, Linde, Espe, Erle, Kastanie usw.);
• fest;
• extra hart.

Dementsprechend ist es bei der Herstellung bestimmter Produkte sehr wichtig, einen Parameter wie die Härte zu berücksichtigen. Beispielsweise ist es wünschenswert, dekorative Elemente aus weichen Sorten herzustellen, und nur besonders harte Sorten eignen sich zum Erstellen von Stützstrukturen.

Die Härte des Holzes ist bei der Anwendung und Verarbeitung des Materials entscheidend . Abhängig von Ihren spezifischen Bedürfnissen und dem Anwendungsbereich von Holz kann die eine oder andere Option die relevanteste und geeignetste sein.

Schlagfestigkeit

Ein weiteres wichtiges Merkmal, das sich zwischen bestimmten Holzarten (z. B. Ahorn und Fichte) unterscheidet, ist die Schlagzähigkeit. Diese Eigenschaft bezeichnet und bestimmt die Fähigkeit eines Materials, dynamische Belastungen aufzunehmen . Gleichzeitig gilt: Je höher die Schlagzähigkeit, desto weniger Schäden und Integritätsverletzungen werden Sie beim Aufbringen dieser sehr dynamischen Belastungen am Baum beobachten. Im Allgemeinen können wir sagen, dass dieser Indikator für die meisten Rassen auf einem ziemlich hohen Niveau liegt.

Verschleißfestigkeit

Besonderes Augenmerk sollte auf die Verschleißfestigkeit gelegt werden, da dieser Parameter bestimmt, ob das Holz in Bezug auf längere Reibungsbelastungen standhält. Je nachdem, wie hoch die Verschleißfestigkeit ist, variiert die mögliche Lebensdauer des Materials erheblich . Die Verschleißfestigkeit wird maßgeblich von der Schnittrichtung und den einzigartigen Eigenschaften der jeweiligen Holzart beeinflusst. Es ist zu beachten, dass eine hohe Verschleißfestigkeit für Endflächen charakteristisch ist. In Bezug auf die Verschleißfestigkeit unterscheiden sich trockenes und nasses Holz - ersteres hat ein höheres Niveau.

Die Fähigkeit, Metallhalterungen zu halten

Wie bereits erwähnt, ist Holz eines der beliebtesten, am weitesten verbreiteten und nachgefragten Materialien, das zur Herstellung von Möbeln, Dekorationselementen und einer Vielzahl anderer Produkte verwendet wird. Dementsprechend wird bei der Verarbeitung eine große Anzahl von Befestigungselementen eingetrieben, am häufigsten - Metall . Daher ist ein solcher Indikator wie die Fähigkeit, Metallbefestigungselemente zu halten, von größter Bedeutung. So können zum Beispiel Nägel die Fasern eines Baumes zerschneiden oder auseinanderziehen, und Schrauben können die Fasern auffangen.

Die Fähigkeit, sich zu beugen

Um funktionale und ästhetisch ansprechende Produkte zu schaffen, muss Holz gefaltet werden. Die Biegbarkeit ist in diesem Zusammenhang eine weitere wichtige mechanische Eigenschaft von Holz. Bitte beachten Sie, dass verschiedene Rassen unterschiedliche Biegefähigkeiten haben . So gilt beispielsweise bei Nadelbäumen, dass beim Biegen die Nadeln angefeuchtet werden müssen, aber ein trockener Baum biegt sich praktisch nicht (und bei hohem Druck kann er überhaupt brechen).

Verformbarkeit

Deformationseigenschaften sind ebenfalls wesentlich. Sie beeinflussen, wie schnell (wenn überhaupt) Baumarten sich von einem kurzfristigen dynamischen Einfluss erholen. In Kombination mit der Verformbarkeit spielt auch ein Merkmal wie das Elastizitätsmodell eine wichtige Rolle.

Aufgrund der Tatsache, dass Holz in verschiedenen Bereichen des menschlichen Lebens verwendet wird und zu den gefragtesten Materialien zählt, ist es sehr wichtig, alle seine Eigenschaften im Detail zu kennen. Vor der Verwendung des Materials zur Herstellung bestimmter Produkte (z. B. Möbel, Dekorationselemente usw.) alle chemischen, physikalischen und mechanischen Eigenschaften sollten sorgfältig geprüft werden. Nur dann ist Ihr Produkt langlebig und zuverlässig. Denken Sie daran, dass verschiedene Holzarten für unterschiedliche Zwecke geeignet sind. Außerdem können manche Gesteine gar nicht freigelegt werden, sonst kollabieren sie einfach. Dieses Wissen ist insbesondere für professionelle Tischler und andere Vertreter der Baubranche relevant.