34.1. Внутренние деформации возникающие в пиломатериалах в поперечном направлении при сушке

Состав деформацийРаскрытие сложных закономерностей, возникающих при сушке пиломатериалов в виде деформаций, и управление ими составляет основу изучения и ведения сушильного процесса. При изменении в древесине количества связанной влаги наблюдаются деформации трех видов: 1) усушка и обусловленное ею коробление сортимента, при этом влага может быть распределена равномерно по его сечению; эти деформации (см. рис. 39) происходят без напряжений в материале, если нет внешних противодействий усушке; 2) внутренние деформации в сечении материала, обусловленные перепадом гигроскопической влажности (см. рис. 61,а), т.е. зональной разностью усушек в сечении сортимента; 3) деформации остаточного растяжения (уменьшающего величину усушки) или, наоборот, упрессовки древесины (в центральной зоне сортимента, с образованием раковин) в поперечном к волокнам направлении.

Поскольку система находится в состоянии статического равновесия, древесина в центральной зоне будет соответственно сжата. Такова схема напряжений в первой стадии сушки. Возникающие при этом внутренние деформации разделяются на влажностные, упругие и остаточные.

Влажностные деформации В образуются вследствие зонального изменения количества связанной влаги при сушке или увлажнении древесины (см. симметричную кривую влажности по толщине материала на рис. 61, а, кривая 4). Величина этой деформации равна перепаду влажности ω на 1/2 толщины материала, умноженному на средний в данном направлении коэффициент усушки К,

Упругие деформации У пропорциональны напряжениям а и обратно пропорциональны модулю упругости Е в поперечном направлении. Координация режимов сушки по упругим деформациям У, как определяющему параметру протекающих реологических процессов и показателю деформативности древесины, предпочтительнее, чем по напряжениям а вследствие: наглядности и сопоставимости измерений всех внутренних деформаций, возможности комплексного их расчета, выпадения трудоемких измерений параметра Е (поскольку У=σ/Е), охвата параметром У влияния переменных при сушке р, t, ω древесины, а также выявления скорости нарастания остаточных деформаций, являющихся функцией упругих. Измеряют У по изгибу слоя в момент откалывания (см. рис. 67, б, 1).

Остаточные О (в основном пластические) деформации свойственны древесине, как высокомолекулярному полимеру. Они начинают накапливаться во времени вскоре после возникновения упругих деформаций со скоростью нарастания, пропорциональной величине У. При отрицательных (сжимаюших) упругих деформациях остаточные деформации постепенно уменьшаются и могут получить нулевое и даже отрицательное значение. Таким образом, при положительных упругих деформациях происходит остаточное растяжение поперек волокон, а при отрицательных — упрессовка древесины.

Здесь рассмотрены разностные по толщине материала деформации, направленные касательно к его ширине, на переменном расстоянии от поверхности доски.