Technologie a procesy sušení dřeva

Podobné dokumenty
Rozdíly mezi MKP a MHP, oblasti jejich využití.

Technologie a procesy sušení dřeva

TENSOR NAPĚTÍ A DEFORMACE. Obrázek 1: Volba souřadnicového systému

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

Nosné desky. 1. Kirchhoffova teorie ohybu tenkých desek (h/l < 1/10) 3. Mindlinova teorie pro tlusté desky (h/l < 1/5)

Technologie a procesy sušení dřeva

Nauka o materiálu. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

Cvičení 1. Napjatost v bodě tělesa Hlavní napětí Mezní podmínky ve víceosé napjatosti

KONSTITUČNÍ VZTAHY. 1. Tahová zkouška

4. Napjatost v bodě tělesa

Modelování vázaného šíření teplotněvlhkostního

16. Matematický popis napjatosti

Cvičení Na těleso působí napětí v rovině xy a jeho napěťový stav je popsán tenzorem napětí (

OTÁZKY K PROCVIČOVÁNÍ PRUŽNOST A PLASTICITA II - DD6

CAD/CAE. Fyzikální model. (fyzikální podstata problémů, počáteční a okrajové podmínky, materiálové modely)

CAD/CAE. Fyzikální model. (fyzikální podstata problémů, počáteční a okrajové podmínky, materiálové modely)

vztažný systém obecné napětí předchozí OBSAH další

SOUSTAVY LINEÁRNÍCH ROVNIC

Pružnost a pevnost (132PRPE) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady. Část 1 - Test

Základy matematické teorie pružnosti Tenzor napětí a tenzor deformace Statické (Cauchyho) rovnice. Geometrické rovnice

7. Základní formulace lineární PP

FAKULTA STAVEBNÍ NELINEÁRNÍ MECHANIKA. Telefon: WWW:

Téma 1 Úvod do předmětu Pružnost a plasticita, napětí a přetvoření

Pružnost a pevnost (132PRPE), paralelka J2/1 (ZS 2015/2016) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady.

Zjednodušený 3D model materiálu pro maltu

2.2 Mezní stav pružnosti Mezní stav deformační stability Mezní stav porušení Prvek tělesa a napětí v řezu... p03 3.

Pružnost a pevnost I

Dvě varianty rovinného problému: rovinná napjatost. rovinná deformace

Přednáška 08. Obecná trojosá napjatost

Obecný Hookeův zákon a rovinná napjatost

Analýza napjatosti PLASTICITA

Mendelova univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav nauky o dřevě

FAKULTA STAVEBNÍ. Telefon: WWW:

1 Ohyb desek - mindlinovské řešení

7 Lineární elasticita

MECHANIKA PODZEMNÍCH KONSTRUKCÍ PODMÍNKY PLASTICITY A PORUŠENÍ

ÚVOD DO MODELOVÁNÍ V MECHANICE

Téma 1 Úvod do předmětu Pružnost a plasticita, napětí a přetvoření

Přednáška 08. Obecná trojosá napjatost. Napětí statické rovnice Deformace geometrické rovnice Zobecněný Hookeův zákon Příklad zemní tlak v klidu

3.2 Základy pevnosti materiálu. Ing. Pavel Bělov

12. Struktura a vlastnosti pevných látek

OTÁZKY VSTUPNÍHO TESTU PP I LS 2010/2011

Téma 1 Úvod do předmětu Pružnost a plasticita, napětí a přetvoření

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Porušení hornin. J. Pruška MH 7. přednáška 1

Nalezněte hladiny následujících funkcí. Pro které hodnoty C R jsou hladiny neprázdné

PRUŽNOST A PLASTICITA I

ÚVOD DO MODELOVÁNÍ V MECHANICE

Pružnost a pevnost. zimní semestr 2013/14

Střední průmyslová škola strojírenská a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191

LOGO. Struktura a vlastnosti pevných látek

Kap. 3 Makromechanika kompozitních materiálů

Metoda konečných prvků Základy konstitutivního modelování (výuková prezentace pro 1. ročník navazujícího studijního oboru Geotechnika)

Rovinná úloha v MKP. (mohou být i jejich derivace!): rovinná napjatost a r. deformace (stěny,... ): u, v. prostorové úlohy: u, v, w

Nelineární problémy a MKP

1 Vedení tepla stacionární úloha

Poruchy krystalové struktury

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

písemky (3 příklady) Výsledná známka je stanovena zkoušejícím na základě celkového počtu bodů ze semestru, ze vstupního testu a z písemky.

Soustavy lineárních rovnic

Téma 2 Napětí a přetvoření

III/2-1 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

PRUŽNOST A PLASTICITA

Metoda konečných prvků Charakteristika metody (výuková prezentace pro 1. ročník navazujícího studijního oboru Geotechnika)

Osové a deviační momenty setrvačnosti ploch (opakování ze 4. cvičení) Momenty setrvačnosti k otočeným osám Kroucení kruhových a mezikruhových průřezů

Prostorové konstrukce. neznámé parametry: u, v w. (prvky se středostranovými uzly)

Transformujte diferenciální výraz x f x + y f do polárních souřadnic r a ϕ, které jsou definovány vztahy x = r cos ϕ a y = r sin ϕ.

ρ 490 [lb/ft^3] σ D 133 [ksi] τ D 95 [ksi] Výpočet pružin Informace o projektu ? 1.0 Kapitola vstupních parametrů

PRUŽNOST A PEVNOST II

Učební pomůcka Prof.Ing. Vladimír Křístek, DrSc. Ing. Alena Kohoutková, CSc. Ing. Helena Včelová. Katedra betonových konstrukcí a mostů

Základem molekulové fyziky je kinetická teorie látek. Vychází ze tří pouček:

Ing. Jan BRANDA PRUŽNOST A PEVNOST

Mechanické vlastnosti technických materiálů a jejich měření. Metody charakterizace nanomateriálů 1

STRUKTURA A VLASTNOSTI PEVNÝCH LÁTEK

Přednáška 01 Úvod + Jednoosá napjatost

7. CVIČENÍ. Sedmé cvičení bude vysvětlovat tuto problematiku:

III/2-1 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

12. Prostý krut Definice

Definujte poměrné protažení (schematicky nakreslete a uved te jednotky) Napište hlavní kroky postupu při posouzení prutu na vzpěrný tlak.

Mechanika kontinua. Mechanika elastických těles Mechanika kapalin

Nejpoužívanější podmínky plasticity

fakulty MENDELU v Brně (LDF) s ohledem na disciplíny společného základu (reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.

STRUKTURA A VLASTNOSTI PEVNÝCH LÁTEK

Cvičení 7 (Matematická teorie pružnosti)

Co by mohl (budoucí) lékař vědět o materiálech tkáňových výztuží či náhrad. 20. března 2012

Dřevo hlavní druhy dřeva, vlastnosti, anizotropie

Nejpoužívanější podmínky plasticity

LDF MENDELU. Simona Fišnarová (MENDELU) LDR druhého řádu VMAT, IMT 1 / 22

Euklidovský prostor. Funkce dvou proměnných: základní pojmy, limita a spojitost.

Voigtův model kompozitu

ČVUT UPM 6/2013. Eliška Bartůňková

LDF MENDELU. Simona Fišnarová (MENDELU) Aplikace diferenciálních rovnic řešené příklady VMAT 1 / 11

ZÁKLADNÍ PŘÍPADY NAMÁHÁNÍ

Pružnost a pevnost. 2. přednáška, 10. října 2016

Přednáška 10. Kroucení prutů

Ing. Jan BRANDA PRUŽNOST A PEVNOST

8. Základy lomové mechaniky. Únava a lomová mechanika Pavel Hutař, Luboš Náhlík

TA Sanace tunelů - technologie, materiály a metodické postupy Zesilování Optimalizace

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.9 Plasticita a creep

Zpráva pevnostní analýzy

Transkript:

strana 1 Technologie a procesy sušení dřeva 5. Deformačně-napěťové pole ve dřevě během sušení Vytvořeno s podporou projektu Průřezová inovace studijních programů Lesnické a dřevařské fakulty MENDELU v Brně (LDF) s ohledem em na disciplíny společného základu reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0021 za přispění finančních prostředků EU a státního rozpočtu České republiky

strana 2 V této prezentaci jsou ke stávajícím teplotně-vlhkostním rovnicím přidány rovnice popisující deformace a napětí ve dřevě, které vznikají při změnách vlhkosti a teploty. Vlhkostní pole ve dřevě v čase 54.5 hodin od začátku sušení

strana 3 Vliv gradientu teploty na deformace dřeva je většinou zanedbatelný. Simulace může být provedena například v programu Comsol Multiphysics s podporou programu MATLAB. Pro popis deformací a napětí je třeba definovat složky posunutí ve směru os x, y, z vektorem (u, v, w). Deformace jsou potom popsány symetrickým tensorem obsahující tři normálové složky (ε x, ε y, ε z) a v případě symetrie tři smykové složky (ε xy,ε yz,ε xz ). Napětí jsou analogicky k deformacím popsány symetrickým tensorem o třech normálových (σ x,σ y,σ z ) a třech smykových složkách (σ xy,σ yz,σ xz ).

strana 4 Zaveďme následující značení: σ x σ y σ z σ = τ xy τ yz τ xz u x v ε y x ε w y ε z z ε = = 1 ε u v xy + ε 2 y x yz ε 1 v w xz + 2 z y 1 w u + 2 x z ε M ε T ε Mx CMET ε My CMER ε Mz CME L = = ( M M 0) ε Mxy 0 ε Myz 0 ε Mxz 0 εtx CTET ε Ty CTER ε Tz CTE L = = ( T T0 ) εtxy 0 ε Tyz 0 ε Txz 0 kde ε M je vektor vlhkostních deformací, ε T je vektor teplotních deformací, CME T, CME R, CME L jsou koeficienty vlhkostní deformace a CTE T, CTE R, CTE L jsou koeficienty teplotní deformace.

strana 5 Potom podle Hookova zákona platí následující vztah: σ = C(ε ε ε ) Ex (1 µ yzµ zy ) Ex ( µ yx + µ zxµ yz ) Ex ( µ zx + µ yxµ zy ) 0 0 0 Ey ( µ xy + µ xzµ zy ) Ey (1 µ zxµ xz ) Ey ( µ zy + µ zxµ xy ) 0 0 0 C = ( C ) Ez ( µ xz µ xyµ yz ) Ez ( µ yz µ xzµ yx ) Ez (1 µ xyµ yx ) ij = + + 0 0 0 i, j= 1,..,6 0 0 0 2Gxy 0 0 0 0 0 0 2G 0 0 0 0 0 0 2G = 1 µ µ µ µ µ µ 2µ µ µ xy yx yz zy zx xz xy yz zx je Hookova matice s mechanickými vlastnostmi material jako jsou moduly pružnosti E x, E y, E z a Poissonovyčísla µ kl, kde indexy k,l=x, y, z. yz M xz T

strana 6 Výsledná soustava tří parciálních diferenciálních rovnic pro neznámé tři složky posunutí (u, v, w) vypadá následovně: 2 u σ τ x xy τ xz ρ = 2 t x y z 2 v τ σ τ ρ 2 t x y z xy y yz = 2 w τ τ xz yz σ z ρ = 2 t x y z kde F=(F x, F y, F z ) značí vnější silové působení na těleso. F F x y F z

Deformovaný tvar a vlhkostní pole v průřezu uprostřed délky řeziva ve vybraných časech strana 7

strana 8 Tento obrázek ilustruje vliv Soretova efektu na distribuci vlhkosti uvnitř řeziva. Můžete vidět, že na začátku sušení je vliv Soretova efektu největší a po 10 hodinách (kdy je řezivo již prohřáté teplota je rovnoměrně rozložena gradient teploty se nuluje) vymizí. Na začátku sušení tento efekt způsobí zvýšení vlhkosti pod povrchovými vrstvami nad počáteční vlhkost. a) b) Simulované vlhkostní profily uprostřed tloušťky řeziva (y=0.0225 m) a podél šířky řeziva (podél osy x) v průřezu a) na čele (z=0) a b) uprostřed délky řeziva (z=1)

strana 9 Napětí ve dřevě během jeho sušení vlhkostní (nebo teplotní) napětí (dočasné, mizí po vyrovnání vlhkosti nebo teploty) zbytková (trvalé, nezmizí po vyrovnání vlhkosti nebo teploty) Obojí je vyvoláno gradientem vlhkosti (nebo teploty), ale zbytkové napětí ve dřevě zůstane i po vynulování gradientu vlhkosti (nebo teploty) a uvolní se až po rozřezání řeziva (tedy narušení struktury dřeva). Zbytkové napětí je pravděpodobně důsledkem změny vnitřní struktury dřeva a otázkou je, zda vzniká už při elastickém (přužném) namáhání nebo až při plastickém namáhání???

strana 10 Ilustrace vlhkostního gradientu uvnitř řeziva při teplovzdušném sušení Ilustrace deformací po tloušťce řeziva při teplovzdušném sušení

Simulované deformace řeziva při teplovzdušném sušení v závislosti na odklonu anatomických směrů od geometrických os modelu strana 11

strana 12 Napětí v řezivu na začátku teplovzdušného sušení Napětí v řezivu na konci teplovzdušného sušení

strana 13 Napětí v řezivu v šesti různých časech teplovzdušného sušení Napětí v řezivu ve čtyřech různých časech po teplovzdušném sušení

strana 14 Hodnoty meze pevnosti a modulu pružnosti pro tah v tangenciálním směru u borovice Grafické znázornění tabulky

strana 15 Hodnoty meze pevnosti a modulu pružnosti pro tlak v tangenciálním směru u borovice Grafické znázornění tabulky

strana 16

strana 17