1. Húzószilárdság

Faiparban ez a leginkább ellentmondásos méretezési módszer. A faanyag cellulóztartalma felelős érte. Sűrűségéhez viszonyítva a faanyag húzószilárdsága kiemelkedő. Fa, úgy mint a természetes szálas anyagok nagyon erős Ilyen például a hernyóselyem, pókfonál. Pillanatnyilag húzásra a csúcstartó a szén különleges "fullerén" szerkezete: a nanocső.

Fontos, hogy a fának nagyon kicsi a rostra merőleges szilárdága. Ezért így a fát soha sem terheljük! (~lapleemelő szilárdság…). Vagy ha terhelni kell, akkor válogatott anyagból, jelentős túlméretezéssel (…)

 elfordítani!!!

A próbatesten az évgyűrűk merőlegesek a mérőfelület szélesebb oldalára. Azért, mert így a magasabb sűrűségű késői pászták egyik lapról a másik lapra való gyengítő hatásának kisebb a valószínűsége.

A szakadás utáni töréskép utal a szívósságra. Rideg anyag egy pontban pattan, szívós anyag hosszú szakaszon szálkásan szétnyílik. A próbatest azért van középen legyengítve, hogy biztosan ott szakadjon A befogó pofák nyomást is kifejt a próbatestre, és kombinált igénybevételt mérnénk. A mérési időtartam 0,5-1,5 perc. Szakítógépen két dolgot kell mérnünk: nyúlás, maximális erő. Az nyúlást a regisztrálóberendezés erő-elmozdulás diagrammjából mérjük, a maximális erőt a mérőóra „vonszolt” mutatója adja meg. A szilárdság értéket nedvességtartalom miatt korrigálni kell.

σ_{rostirányú(u=12%)}= σ_{rostirányú(u mért%)} [1+0,04(u _mért% - 12)]

σ=F/A [N/mm²]

A: szakított felület. Mérni kell! ~4x20=80mm²

F maximális szakítóerő Vonszolt mutató adja meg.

(szakítódiagramról leolvasható a rugalmassági határ is! Tervezéskor ezt vesszük figyelembe!!!)

2. Nyomószilárdság

A fa lignintartalma felelős érte. Szintén nagy különbség van a rostra merőleges, és a rosttal párhuzamos érték között. A Faanyagot mindig rosttal párhuzamosan tereljük, mert a rostok egymáson könnyen szétcsúsznak. Mérést meghamisíthatja a kihajlás jelensége. Ez azt jelenti, hogy egy nagyon hosszú anyag oldalra rugalmasan kihajlik (~hurkapálca) a nem központos terhelés miatt, és ezzel a szilárdsága az összetett igénybevétel miatt drasztikusan csökken.

A próbatest 30/ 20x20mm méretben készül. Mérés végét az jelenti, mikor a fakockán a maradandó alakváltozás nyomait látjuk.  Első 3 ábrán zömülés/roppanás nyomát látni, utolsó 3 ábrán repedést. Ez alatt a szerkezet megcsúszását/elfolyását repedéseket kell érteni. Ha ferde repedések vannak az a keresztszál jele. Ezek elhajolnak, elcsavarodnak. A maximális erő után mért erőnövekedés már hamis érték.

A valóságban így néznek ki:

A mérési időtartam 0,5-1,5 perc. Szakítógépen két dolgot kell mérnünk: összenyomódás, maximális erő. Az összenyomódást a regisztrálóberendezés erő-elmozdulás diagrammjából mérjük, a maximális erőt a mérőóra „vonszolt” mutatója adja meg. A szilárdság értéket nedvességtartalom miatt korrigálni kell.

σ=F/A [N/mm²]

A: nyomott felület. Mérni kell! ~20x20=400mm²

F maximális nyomóerő. Vonszolt mutató adja meg.

(nyomódiagramról egyértelműen leolvasható a rugalmassági határ is! Tervezéskor természetesen ezt vesszük figyelembe!!!)

3. nyírószilárdság

3. Hajlítószilárdság

A próbatest 330 / 20x20mm. Szabvány szerint 350mm a hossz, de ez nem fér be a szakítógépbe. Az alátámasztási távolság azonos. Problémát csak az extrém nagy rugalmasságú fafajoknál adódhat (mogyoró, kőris), mert ott a próbatest „leléphet” az alátámasztásról. Törekedni kell arra, hogy az évgyűrűk „álljanak” (húrirány). Így hitelesebb értéket kapunk. Ha a hajlítás irányára merőlegesen vannak az évgyűrűk, akkor minden évgyűrű abroncsként fogja a korai pásztát, és így nagyobb lehajlást, és szilárdságot mérünk. Álló évgyűrűnél valóságos állapothoz hasonló átlagos értéket kapunk. A mérési időtartam 0,5-1,5 perc.

Szakítógépen két dolgot kell mérnünk: lehajlást, maximális erő. Az lehajlást a regisztrálóberendezés erő-elmozdulás diagrammjából mérjük, a maximális erőt a mérőóra „vonszolt” mutatója adja meg.

Ez a mérés komplexebb adatokkal szolgál. Egyszerre méri a húzó, és a nyomó szilárdságot. Amelyik a gyengébb, olyan tönkremenetelt látunk (megroppanást, vagy szakadást). Természetes fánál a semleges szál a húzott öv irányába mozdul, így hamarabb fog megroppanni, forgácslapnál a nyomott öv felé mozdul, hamarabb fog törni. Bármelyik esetben a végső látványos tönkremenetel a húzott övben történik.

Ha a szakadás szálkás, akkor rideg az anyag, ha szálkás, akkor szívós. A szilárdság értéket nedvességtartalom miatt korrigálni kell.

σ_hajlító = (3Fl) / (2 a b²)

(pedig olyan szép valódi  tört képlet készítettem Wordben, csak nem tudom áthozni... :-( )

a: próbatest szélessége. Mérni kell! ~20mm

b: próbatest magassága. Mérni kell! ~20mm  (néha "h-val jelölik")

l: alátámasztás távolsága. Beállítani! 300mm

F_max szakítóerő. Vonszolt mutató adja meg.

F_{rugalmassági határ.}  A szakítódiagramról leolvasható

(szakítódiagramról leolvasható a rugalmassági határ is! Tervezéskor ezt vesszük figyelembe!!!)

A két ponton alátámasztott, az alátámasztási pontok között középen F erővel terhelt rúd lehajlását az alábbi összefüggés adja meg:

na ezt sem tudom áthozni. Majd képként pótolom.

h; lehajlás [mm]

E; rugalmassági modulusz (mindig az arányossági határ!) [N/mm²)

I; Inercia [mm³] (ejtsd: milliméter a harmadikon! Nem köbmilliméter, mert az térfogat… :-)  )

Középen egy pontban terhelt próbatest lehajlás vizsgálata

(támaszköz 300mm keresztmetszet: 20x20mm