Úloha: Pevnost dřeva/Kychot

Úvod

Materiálová pevnost

U běžných konstrukčních materiálů v zásadě rozlišujeme:

• namáhání normálové:
  • pevnost v tahu
  • pevnost v tlaku
• namáhání smykové:
  • pevnost ve smyku (střihu)

Na těchto hodnotách pak závisí pevnost při složitějším namáhání:

• pevnost v ohybu (závisí nejen na pevnosti v tahu a tlaku, ale i na pevnosti ve smyku)
• pevnost v krutu (závisí hlavně na pevnosti ve smyku)

Model

Dřevo je původem biologický materiál a proto můžeme očekávat velký rozptyl hodnot, které závisí nejen na druhu dřeviny, ale i na okolnostech jejího růstu (například hustota letokruhů).

V prvním přiblížení odhlédneme od různých vad materiálu (hniloba, suky atd.) a vyjdeme z jednoduchého modelu vzorku ve tvaru tyče nebo kvádru, který je:

1. homogenní
2. anizotropní

Anizotropie dřeva vzniká především v důsledku vláknité struktury materiálu, vzniklé růstem dřevin. Rozeznáváme tři směry:

1. podélný (v případě kmene zpravidla původně vertikální směr)
2. radiální (směr od osy kmene)
3. tangenciální (tečný)

Smrk

Jako první příklad uvažujme smrkové dřevo, které má výrazná vlákna a je celkem dobře štípatelné. V důsledku toho můžeme očekávat, že:

1. nejvyšší pevnost bude pevnost v tahu v podélném směru
2. řádově srovnatelná (možná že poněkud horší) bude pevnost v tlaku v podélném směru
3. pevnost v ohybu bude dobrá, pokud osa nosníku bude rovnoběžná se směrem vláken (evolučně daná odolnost dřevin proti působení větru)
4. horší bude pevnost v tlaku v radiálním a tangenciálním směru (štípání)
5. Ještě horší bude pevnost v tahu v radiálním a tangenciální směru
6. pevnost ve střihu kolmém na směr vláken bude dobrá
7. pevnost ve střihu rovnoběžném se směrem vláken bude horší

Výsušné trhliny

U silnějších sortimentů dřeva (sloupy, trámy, podvaly, pražce atp. ) musíme počítat se vznikem výsušných trhlin (nejčastěji radiálních), které zřejmě budou snižovat pevnost materiálu, a to zejména:

1. pevnost v tlaku ve směru radiálním a tangenciálním
2. pevnost ve smyku, a tím pádem i:
3. pevnost v ohybu (nebezpečí utržení části nosníku namáhané na tlak od části, namáhané na tah)

Externí zdroje

• Mechanické vlastnosti dřeva domácích dřevin
• Tab. Doporučené hodnoty charakteristických pevností a modulů pružnosti v MPa a charakteristických hustot v kg/m3 pro rostlé dřevo vizuálně zatříděné.
• Fyzikální a pevnostní vlastnosti rostlého a lepeného dřeva
• Dřevo: Struktura dřeva, Makroskopická stavba dřeva atd.