عنوان پایان‌نامه
بررسی تاثیر سرعت خشک کردن درکوره وتنش های باقیمانده از آن بر مقاومت های مکانیکی چوب شپیدار
- رشته تحصیلی
- مهندسی منابع طبیعی - علوم و صنایع چوب و کاغذ
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 4290;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 48112
- تاریخ دفاع
- ۲۸ آذر ۱۳۸۹
- دانشجو
- مهدی شاه وردی
- استاد راهنما
- اصغر طارمیان
- چکیده
- عدم آگاهی کافی از چگونگی و میزان تغییرات مقاومت های مکانیکی چوب در اثر فرآیند خشک کردن، استفاده از چوب را در مواردی که مقاومت های مکانیکی چوب مدنظر می باشد، مثلاً به عنوان چوب آلات ساختمانی، صنعت ساخت هواپیماهای سبک، ابزار ورزشی، پاشنه کفش و ...، محدود ساخته است. این تحقیق به بررسی تأثیر سرعت خشک کردن چوب در کوره و تنش های باقیمانده از آن بر مقاومت های مکانیکی چوب سپیدار (P. alba) اختصاص یافت. گرده بینه های سپیدار از منطقه طالقان واقع در غرب کرج تهیه شد و به الوارهایی با ضخامت اسمی 7 سانتی متر تبدیل شدند. مقطوعات استحصالی با سه برنامه رطوبت پایه T5-D2، T5-D4 و T5-D6 و در کوره متعارف خشک شدند. شدت وقوع ترک های سطحی و داخلی، اعوجاج ها، تنش- های باقیمانده و سرعت خشک شدن در چوب آلات خشک شده اندازه گیری شد. سپس به منظور تعیین تاًثیر سرعت خشک شدن و تنش های باقیمانده چوب خشک کنی بر مقاومت های مکانیکی، از چوب آلات خشک شده آزمونه های سالم کوچک جور طبق آیین نامه D143–94 استاندارد ASTM تهیه شد. روی آزمونه ها، آزمون های خمش استاتیک به منظور تعیین مدول گسیختگی و مدول الاستیسیته انجام شد. همچنین مقاومت به ضربه، مقاومت برشی موازی الیاف و مقاومت کششی عمود بر الیاف روی آزمونه های مربوط اندازه گیری شدند. نتایج نشان دادند که چوب های خشک شده با برنامه T5-D6 که در مقایسه با دو برنامه T5-D2 و T5-D4 سریع تر خشک شده بودند، تنش های باقیمانده بیشتری داشته اند. میزان تنش های باقیمانده در چوب آلات خشک شده با برنامه های T5-D6، T5-D4 به ترتیب 64/63 و 33/48 درصد بیشتر از برنامه T5-D2 بود. به عبارت دیگر، افزایش سرعت خشک شدن منجر به افزایش تنش های باقیمانده (برون سختی) در چوب آلات شد. در بین انواع تغییر فرم ها، تنها از نظر شدت ناودانی شدن تفاوت معنی داری بین برنامه ها مشاهده شد. همچنین از لحاظ شدت وقوع ترک های داخلی نیز اختلاف معنی داری بین برنامه ها وجود داشت. میانگین مدول گسیختگی، مدول الاستیسیته، مقاومت به ضربه، کشش عمود بر الیاف و برش موازی الیاف در چوب آلات خشک شده با برنامه T5-D2 به ترتیب (MPa) 09/60 ، (MPa) 58/5915 ، (Kg.m) 96/1 ، (MPa) 33/3 و (MPa) 54/17؛ با برنامه T5-D4 به ترتیب (MPa) 43/66 ، (MPa) 46/6694 ، (Kg.m) 70/1 ، (MPa) 83/2 و (MPa) 11/22 ؛ با برنامه T5-D6 به ترتیب (MPa) 93/54 ، (MPa) 46/5383 ، (Kg.m) 11/2 ، (MPa) 36/3 و (MPa) 95/17 بود. در مجموع می توان چنین نتیجه گیری کرد که اجرای برنامه T5-D6 در مقایسه با دو برنامه دیگر منجر به کاهش بیشتر مدول الاستیسیته و مدول گسیختگی چوب ها شد. چوب آلات خشک شده با برنامه T5-D4 از نظر مقاومت برشی موازی الیاف دارای اختلاف معنی داری با دو برنامه دیگر بودند. از نظر میزان مقاومت به ضربه و مقاومت کششی عمود بر الیاف نیز اختلاف معنی داری بین چوب آلات خشک شده با هر سه برنامه وجود نداشت.
- Abstract
- The lack of knowledge about mechanical properties of wood prepared by drying process has limited its uses particularly when its mechanical strength is desirable, i.e. as construction lumber, industry of light airplane manufacturing, sport tools, etc. In this research the effects of wood drying rate and related residual stresses on mechanical properties of Aspen wood (Populus alba) were studied. Poplar logs from Taleghan region were harvested and sawn into lumber with 7cm nominal thickness; then were dried with T5-D2, T5-D4 and T5-D6 kiln moisture-based schedules in a conventional kiln. After drying, the severity of internal and surface cracks occurance, warps, residual stresses and drying rate were investigated. For determining the effects of drying rate and related residual stresses on mechanical properties, the clear mechanical specimens were cut from lumber according to the ASTM D143–94 standard. Modulus of rupture (MOR), Modulus of elasticity (MOE), Toughness, Shear strength parallel to grain and Tension strength perpendicular to grain were also studied. The results revealed that the boards were dried faster and also with higher amounts of residual stresses in T5-D6 kiln schedule than T5-D2 and T5-D4 ones. The residual stresses in lumber dried by T5-D6 and T5-D4 schedules were 63.64 and 48.33 percent more than those dried by T5-D2 schedule, respectively. It was observed that increasing of the drying rate leads to higher percentage of casehardening in dried lumber. Just the cupping caused a significant difference within all cases of warps. Also internal checks had significant differences among adopted schedules. The means of MOR, MOE, Toughness, Tension perpendicular to grain and Shear strength parallel to grain in dried lumber by T5-D2 schedule were 60.09 (MPa), 5915.58 (MPa), 1.96 (Kg.m), 3.33(MPa) and 17.54 (MPa); by T5-D4 66.43 (MPa), 6694.46 (MPa), 1.70 (Kg.m), 2.83 (MPa) and 22.11 (MPa); and by T5-D6 54.93 (MPa), 5383.46 (MPa), 2.11 (Kg.m), 3.36 (MPa) and 17.95 (MPa), respectively. Overall, use of T5-D6 kiln schedule leaded to decreased MOE and MOR of dried boards rather than the two other schedules. In the boards dried by T5-D4 kiln schedule, Shear strength parallel to grain showed significant difference in comparison to the two other ones. Tension strength perpendicular to grain and toughness did not show any significant difference among all the three schedules. Key words: Drying rate, Residual stress, Mechanical properties, wood, Aspen
