Таблица плотности дерева: Таблица твёрдости, плотности и стабильности древесины

3 4 Центр инноваций и технологий в композитах (CITeC), Факультет машиностроения, Федеральный университет Сан-Жуан-дель-Рей, Сан-Жуан-дель-Рей, Бразилия

⁵ Факультет проектирования конструкций (SET), Университет Сан-Паулу (EESC/USP), Сан-Карлос, Бразилия

Адрес для переписки: Андре Луис Кристофоро, Центр инноваций и технологий в области композитов – CITeC, Департамент гражданского строительства (DECiv), Федеральный университет Сан-Карлос, Сан-Карлос, Бразилия.

Copyright © 2016 Научное и академическое издательство. Все права защищены.

Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution International License (CC BY).
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Аннотация

Знание об анизотропии древесины позволяет более безопасно проектировать конструкции и элементы конструкций. Таким образом, имеется небольшое количество знаний о коэффициентах усушки и анизотропии древесных пород, что мотивирует развитие новых исследований. Цель исследования — оценить возможность оценки полной усадки (радиальной; тангенциальной; объемной), коэффициента анизотропии и коэффициента усадки (радиальной; тангенциальной; объемной) с использованием моделей полиномиальной регрессии (линейной, квадратичной, кубической) и экспоненциальной по плотности. из пяти пород древесины (Cedro Doce [C20]; Canafístula [C30]; Angelim Araroba [C40]; Mandioqueira [C50]; Angelim Vermelho [C60]), правильно отнесенных к пяти классам прочности для двудольных согласно бразильскому стандарту ABNT NBR 719.0:1997. Лучшие результаты были получены при тангенциальном и объемном отводах как с использованием экспоненциальных функций, что подтверждается более низкими значениями коэффициентов вариации, при значениях коэффициентов детерминации, скорректированных в диапазоне от 51 до 54%. Даже считающиеся значимыми для регрессий для тангенциальной и объемной усадки дисперсионным анализом, но с скорректированными коэффициентами детерминации ниже 70%, новые исследования должны быть проведены с другими породами древесины, что позволит найти общие выражения для оценки таких свойств, используя знание плотность.

Ключевые слова: Древесина, Плотность, Коэффициент анизотропии, Классы прочности

Ссылайтесь на эту статью: Андре Луис Христофоро, Тьяго Хендриго де Алмейда, Диего Энрике де Алмейда, Жулио Сезар душ Сантуш, Тулио Халлак Пансера, Франсиско Антонио Рокко Лар, Усадка для некоторых пород древесины, оцененная по плотности, International Journal of Materials Engineering , Том. 6 № 2, 2016. С. 23-27. дои: 10.5923/j.ijme.20160602.01.

Article Outline

1. Introduction

2. Material and Methods

3. Results and Discussion

4. Conclusions

1. Introduction

Wood является материалом с большой изменчивостью своих механических и физических свойств, являющихся изучением и знанием этих свойств, необходимых для его наилучшей обработки [1, 2], обеспечения рационального использования, будь то в промышленности или в гражданском строительстве [3, 4].

Исследования пород древесины парика ( Schizolobiumamazonicum Herb.) и породы кумару ( Dipterixodorata ) показывают разные значения механических и физических свойств, классифицируя их в соответствии с бразильским стандартом ABNT NBR 7190:1997 [5] по принадлежности к классам прочности С20 и С60 двудольных соответственно [6-8].

Были проведены исследования с различным положением, размером и направлением волокон образцов для получения дополнительной информации о механических и физических свойствах древесины [9-12].

Плотность древесины является одним из основных физических свойств древесины, поскольку с ее помощью можно оценить их механические свойства [13, 14]. Классификация пород древесины по их плотности также позволяет планировать программы сушки древесины, чтобы свести к минимуму проблемы этого процесса [15].

Свойство анизотропии древесины очень важно для изучения их характеристик и связано с их влажностью. Размеры древесины изменяются в зависимости от увеличения или уменьшения влажности. Ниже точки насыщения волокон можно определить набухание и усыхание древесины только при увеличении или уменьшении влажности соответственно [14, 17]. Бразильский стандарт ABNT BR 7190:1997 [5] рекомендуется 25% содержания влаги в качестве эталона для точки насыщения волокна.

Коэффициент анизотропии (соотношение между усадкой или разбуханием в тангенциальном и радиальном направлениях соответственно) является важным параметром, указывающим на наилучшее применение пород древесины в зависимости от качества их сушки (табл. 1). Таблица 1. Коэффициент анизотропии и качество древесины [18]
     

Целью данного исследования является получение дополнительной информации об анизотропии древесины, используя полиномиальную (линейную, квадратичную, кубическую) и экспоненциальную модели регрессии. и коэффициент усадки по плотности для пяти пород древесины, классифицированных по пяти классам прочности для двудольных согласно бразильскому стандарту ABNT NBR 7190:1997 [5].

2. Материалы и методы

Исследование проводилось в Лаборатории деревянных и деревянных конструкций (LaMEM), Инженерной школы Сан-Карлоса (EESC), Университета Сан-Паулу (USP), Бразилия.

Плотность (ρ _12% ), полная усадка (радиальная [RS]; тангенциальная [TS]; объемная [VS]), коэффициент обратной анизотропии (1/AC), коэффициент анизотропии (AC) и коэффициент усадки (радиальный [RSC]; тангенциальные [TSC]; объемные [VSC]) древесных пород были получены в соответствии со стандартом ABNT NBR 7190:1997 с использованием содержания влаги в точке насыщения волокна (PS) для расчета коэффициентов усадки.

Древесные породы, используемые в этом исследовании, включали Cedro Doce ( Cedrela sp.), Canafístula ( Cassia ferrugínea ), Angelim Araroba ( Vataireopsisararoba ), Mandioqueira ( Qualea

6 sp.)

). Было использовано 12 образцов для пород древесины для получения вышеуказанных свойств и плюс 12 образцов для испытаний на сжатие параллельно волокнам для получения характеристического значения прочности (f _c0,k ), ответственного за определение классов прочности (таблица 2).

Таблица 2 . Strength classes of Wood species used according ABNT NBR 7190:1997 Standard

The regression models for fullshrinkages, anisotropy coefficients and shrinkage coefficients at function of density were exponential (Equation 1 ) и линейный (уравнение 2), квадратичный (уравнение 3) и кубический (уравнение 4) многочлен. Цель регрессионных моделей — найти значения коэффициентов функций [a, b, c и d], представленных в уравнениях 1, 2, 3 и 4, в соответствии с методами наименьших квадратов (нижний остаток). Корректировки проводились по каждому свойству и в соответствии с полученными значениями по образцам для пяти пород древесины, всего по 60 образцов для каждого ответа.

(1)

(2)

(3)

(4)

The significance and quality предусмотренных корректировок оценивали с помощью дисперсионного анализа (ANOVA) регрессии с уровнем значимости 5% (α), имея в качестве нулевой гипотезы (H ₀ ) отсутствие значимости регрессии по скорректированным коэффициентам и значимость регрессии в качестве альтернативы гипотеза (H ₁ ). P-значение за вычетом уровня значимости подразумевает отклонение нулевой гипотезы, в противном случае принимается ответ.

3. Результаты и обсуждение

В таблице 3 представлены результаты средних значений для каждого свойства для пяти пород древесины, изученных в этом исследовании.

Таблица 3 . Средние значения свойств пород древесины

Порода Cedro Doce Древесина имела наименьшую плотность, усадку объемную и радиальную, коэффициент тангенциальной и объемной усадки. Этот результат согласуется, следовательно, породы древесины с большей плотностью имеют большую размерную вариацию, поскольку имеют больше древесины на единицу объема [19, 20].

В соответствии с таблицами 1 и 3, древесина Cedro Doce имеет превосходное качество, поскольку существующий коэффициент анизотропии усадки менее 1,5 может использоваться в производстве мебели, митров, спортивного инвентаря и других целей. Остальные изученные породы древесины относятся к категории нормального качества, так как имеющийся коэффициент анизотропии усушки более 1,5 и менее 2,0 позволяет использовать их в полках, столах и шкафах [17, 18].

Коэффициент анизотропии усушки, определенный для породы дерева Mandioqueira (1,990), равен значению, определенному для породы древесины Cedro Marinheiro ( Guareatrichilioides L. (Meliaceae)), удовлетворительный результат, поскольку оба вида относятся к классам прочности двудольных растений C50 [ 17].

Среднее значение объемной усушки для породы дерева Bracatinga ( Mimosa scabrella Benthan) составляет 7,65%, что меньше значений, установленных для древесины, изученной в этом исследовании [21].

Порода Eucalypt Wood ( Eucalyptus benthamii Matenet Cambage) имеет радиальную усадку, тангенциальную усадку и коэффициент анизотропии, равный 5,91%, 13,87% и 2,36 соответственно [22]. Коэффициенты анизотропии пород древесины, используемых в этом исследовании, лучше, с большими возможностями для более изысканного использования. Среднее значение точки насыщения волокон, найденное для всех пород древесины, было равно 23,17%, что очень близко к 25%, рекомендованным бразильским стандартом ABNT NBR 719.0:1997 [5].

В таблицах с 4 по 10 представлены результаты моделей регрессии ANOVA для семи изученных свойств. Метка NS означает отсутствие значимости скорректированного коэффициента в модели (значение P > 0,05).

Таблица 4 . Результаты регрессионных моделей для радиальной усадки (RS)

8 0060 Таблица 5 . Results of regression models for tangential shrinkage (TS)       Table 6 . Результаты регрессионных моделей объемной усадки (VS)       Таблица 7 . Results of regression models for inverse anisotropy coefficient (1/AC)       Table 8 . Результаты моделей регрессии для коэффициента радиальной усадки (RSC)       Таблица 9 Results of regression models for tangential shrinkage coefficient (TSC)       Table 10 . Результаты моделей регрессии для коэффициента объемной усадки (VSC)       Результаты определения коэффициентов скорректированных R²(Adj.) показали возможность оценки тангенциальной и объемной усадок по плотности. Для тангенциальных и объемных усадок, линейных корректировок для квадратичных вычислений наблюдается увеличение значения R²(Adj.) и снижение коэффициента вариации регрессии, а также кубический полином, ANOVA не имеет значения в результатах, равно как и для других свойств. Тем не менее, коэффициент вариации корректировок с использованием экспоненциальных функций представляет более низкие результаты R² (Adj.) по сравнению с коэффициентом вариации линейных и квадратичных полиномиальных функций, но представляет коэффициенты вариации значительно ниже производных полиномов, показывая, что экспоненциальные модели лучше среди оцененных. , для большей репрезентативности. Для экспоненциальных моделей скорректированные коэффициенты детерминации были ниже 70% в соответствии с Монтгомери [23], представление скорректированной модели представляет R²(Adj.) выше 70%. Полученные результаты указывают на возможность оценки тангенциальной и объемной усадок по плотности, однако необходимы дополнительные исследования с другими породами древесины. 4. Выводы Порода древесины Cedro Doce показала превосходное качество в отношении коэффициента анизотропии, а другие исследования пород древесины были классифицированы как нормальное качество. Результаты определения скорректированных коэффициентов R²(Adj.) показали возможность оценки тангенциальной и объемной усадок по плотности. Даже считающиеся значимыми для регрессий для тангенциальной и объемной усадки дисперсионным анализом, но с скорректированными коэффициентами детерминации ниже 70%, новые исследования должны быть проведены с другими породами древесины, что позволит найти общие выражения для оценки таких свойств с использованием знаний плотности. Каталожные номера [1]   Gonçalves, M.T.T. Processamento da Madeira. 1 изд. Bauru: Unesp/Bauru, 2000. [2]   Teixeira, C.R.; Казанова, CAM; Феррейра Филью, Д.; Фернандес, Дж. А.; Balzaretti, NM Influência da anisotropia da madeira no desgaste das ferramentas diamantadas. В: VICOBEF – Congresso Brasileiro de Engenharia de Fabricação, Brasil, Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecanicas, 2011. [3]   Калил Младший, К.; Лар, FAR; Диас, А.А. Dimensionamento de elementos estruturais de madeira. 1 изд. Barueri: Manole Ltda, 2003. [4]   Калил Джуниор, К.; Молина, JCCoberturas эм estruturas де Мадейра: примеры вычислений. 1 изд. Pini: São Paulo, 2010. [5]   Associação Brasileira de Normas Técnicas. ABNT NBR 7190: Projeto de estruturas de madeira. Рио-де-Жанейро: ABNT, 19 лет97 [6]   Алмейда, Д. Х.; Скалианте, Р. М.; Маседо, LB; Маседо, А.Н.; Диас, А.А.; Христофоро, А.Л.; Калил Младший, C. Полная характеристика мадеры, особенно амазонской парики (Schizolobium amazonicum HERB) с характерными особенностями. Revista Árvore, т. 37, стр. 1175-1181, 2013. [7]   Алмейда, Д. Х.; Кавальейро, Р. С.; Скалианте, Р. М.; Христофоро А.Л.; Калил Младший, К.; Лар, Ф.А.Р. Полная характеристика прочностных свойств древесины Schizolobiumamazonicum для деревянных конструкций. Международный журнал инженерии и технологий, т. 37, стр. 97-100, 2013. [8]   Алмейда, Д. Х.; Чахуд, Э.; Ферро, Ф.С.; Полето, SFS; Алмейда, Т. Х.; Христофоро, А.Л.; Лар, Ф.А.Р. Физические и механические свойства Dipterixodorata (Aublet) Willd. Advanced Materials Research, v.1025, p.46-49, 2014. [9]   Ferro, F. S.; Ичимото, FH; Алмейда, Д.Х.; Христофоро, А.Л.; Лар, Ф.А.Р. Проверка условий испытаний для определения модуля упругости при сжатии древесины. Международный журнал сельского и лесного хозяйства, т. 3, стр. 66–70, 2013 г. [10]   Ичимото, Ф. Х.; Ферро, Ф.С.; Алмейда, Д.Х.; Христофоро, А.Л.; Лар Ф.А.Р. Влияние положения образца древесины на расчет модуля упругости при изгибе. International Journal of Materials Engineering, v.3, p.41-46, 2013. [11]   Bertolini, M.S.; Сильва, Д.А.Л.; Соуза, AM; Калил Нето, К.; Lahr, FAR Influência do comprimento de corpos-de-prova na obtenção do modulo de elasticidade pela patchão paralela às fibras. В: XIII EBRAMEM – Encontro Brasileiro em Madeiras e em Estruturas de Madeira, Brasil, Instituto Brasileiro de Madeiras e de Estruturas de Madeira, 2012. [12]   Алмейда Д. Х.; Алмейда, Т. Х.; Молина, Дж. К.; Ферро, Ф.С.; Христофоро, А. Л.; Лар, Ф.А.Р. Прочность посадки Pinus sp. дерево к металлическим штифтам. Advanced Materials Research, v.884, p.653-656, 2014. [13]   Almeida, D.H.; Скалианте, Р. М.; Христофоро, А.Л.; Варанда, Л. Д.; Лар, FAR; Диас, А.А.; Калил Младший, C. Tenacidade да Мадейра como função да densidade aparente. Revista Árvore, т. 38, стр. 203-207, 2014. [14]   Логсдон, Северная Каролина; Калил Младший, C. Influência da umidade nas proprieades de Resistance е Rigidez da Madeira. Cadernos de Engenharia de Estruturas, n.18, p.77-107, 2002. [15]   Silveira, L.H.C.; Резенде, А.В.; Vale, A.T.Teor de umidade e densidade básica da Madeira de nove espécies comerciais amazônicas. Acta Amazonica, v.43, p.179-184, 2013. [16]   Logsdon, NB. Tese (Doutorado em Engenharia de Estruturas) — Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, 1998. [17]   Logsdon, N.B.; Фингер, З .; Penna, ES Caracterização físico-mecânica da Madeira de Cedro-marinheiro, GuareatrichiliidesL. (мелиевые). Scientia Forestalis, v.36, p.43-51, 2008. [18]   Logsdon, N.B.; Пенна, Э. С. Сравнительный анализ всех коэффициентов размерной анизотропии на Мадейре, без изменений и возврата. Агрокультура тропическая. т. 8, № 1, 2004. [19]   Виталь Б. Р.; Trugilho, PF Variação diversity e uso da madeira de Eucalyptus. Informe Agropecuário, т. 18, н. 186, стр. 57-61, 1997. [20]   Цумис Г.Наука и технология древесины: строение, свойства и использование. New York: Van NastrndReinold, 1991. [21]   Quartaroli, L.; Курица, Дж.; Ранкатти, Х .; Мачадо, Г. О; Hillig, E. Propriedades físicas da madeira de Bracatinga (Mimosa scrabella Bentham) de ocorrência na região de Irati, PR. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий *