МОДЕЛЮВАННЯ РОБОТИ ДЕРЕВ’ЯНИХ ЕЛЕМЕНТІВ З ВРАХУВАННЯМ ФАКТОРУ ВОЛОГОСТІ ТА ВІКУ НА ОСНОВІ ДІАГРАМ СТАНУ «МОМЕНТ-КРИВИНА»

Анотація

У статті наведено моделювання роботи дерев’яних елементів з врахуванням фактору вологості та віку на основі діаграм стану «момент-кривина». Також розглядалося спрощення нелінійного аналізу прямокутних дерев’яних елементів за роботи на згин на основі залежності «момент-кривина».

Актуальність дослідження пов’язана з необхідністю вдосконалення інженерних методів оцінки міцності та жорсткості дерев’яних елементів і конструкцій з урахуванням реальної механічної поведінки деревини. Метою роботи є визначення характерних параметрів граничного стану дерев’яних елементів з врахуванням фактору вологості та віку, а також розробка спрощених аналітичних функцій, що описують діаграми «момент-кривина» за вище наведених умов експлуатації. Показано, що залежність «кривина-момент» для прямокутних поперечних перерізів можна ефективно апроксимувати спрощеними функціями, придатними  для інженерних розрахунків. Встановлено, що для заданої породи деревини, незалежно від розмірів елемента, на діаграмі «момент-кривина» існує характерна точка, що відповідає максимальній здатності до згинального моменту та критичній кривизні. Ця точка визначає граничний стан елемента та може бути використана для оцінки несучої здатності. Запропоновано  спрощені функції, що описують кривизну як функцію згинального моменту. Наведено коефіцієнти для різних листяних та хвойних порід деревини (сосни, модрини, ялини, берези, вільхи, ясена) з урахуванням вмісту вологи та віку матеріалу. Запропоновані коефіцієнти дозволяють будувати практичні діаграми «момент-кривина» для різних умов експлуатації в залежності від породи деревини, вологості, а також віку. Результати можуть бути застосовані при проектуванні та числовому аналізі дерев’яних елементів і конструкцій, підвищуючи їх точність оцінки міцності та зменшуючи складність самого обчислення.

         Ключові слова: деревина, згин, діаграма «момент-кривина», дерев’яний елемент, напружено-деформований стан, несуча здатність, жорсткість, моделювання, міцність, вологість.