Длительная прочность древесины

Если серию одинаковых деревянных образцов загрузить, например на изгиб, различной по значению постоянной нагрузкой, то разрушение их произойдет через разные промежутки времени – чем больше нагрузка, тем скорее разрушится образец. При этом может оказаться, что часть образцов вообще не разрушится, как бы долго нагрузка ни действовала. Представив результаты таких испытаний графически в координатах «предел прочности – время до разрушения», получим асимптотическую кривую, по которой можно определить, сколько времени пройдет от начала нагружения до разрушения образца, находящегося под тем или иным напряжением. Асимптотический характер кривой показывает, что предел прочности с увеличением длительности приложения нагрузки хотя и падает, но не безгранично – он стремится к некоторому постоянному значению σ_дл, равному ординате асимптоты кривой. Кривая называется кривой длительного сопротивления древесины; σ_дл характеризует то предельное значение напряжения, под действием которого образец не разрушится, как бы долго нагрузка ни действовала.

Асимптота на кривой длительного сопротивления делит весь диапазон изменения нагрузки на две области – область ниже асимптоты с σ < σ_дл, в которой разрушение образца не произойдет, как бы долго ни действовала нагрузка, и область выше асимптоты с σ > σ_дл, где разрушение с течением времени неизбежно и где оно произойдет тем скорее, чем больше σ превышает σ_дл.

Две области кривой различаются также по характеру зависимости деформации от времени при заданном значении действующей нагрузки. Так, при напряжении σ < σ_дл деформации с течением времени затухают, стремясь к некоторому пределу, а при σ > σ_дл после некоторого уменьшения скорости деформаций наступает развитие деформаций с постоянной скоростью. Далее, в момент времени t₁ начинается ускоренный рост деформаций, приводящий к разрушению материала.

Древесина обладает свойством последствия (ползучести), т.е. роста деформаций в течении некоторого времени после приложения нагрузки. Примером последствия на практике может служить провисание балок, находящихся долгое время под эксплуатационной нагрузкой.

Длительное сопротивление является показателем действительной прочности в отличии от предела прочности, определяемого быстрыми испытаниями на машине стандартных образцов. Переход от предела прочности к длительному сопротивлению производится умножением предела прочности на коэффициент длительности сопротивления, равный отношению предела длительного сопротивления к пределу прочности. По опытным данным, коэффициент длительности сопротивления может быть принят 0,5-0,6.