The new science of strong materials

Часть
2
http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/TECHNICS/GORDON.1/PART02.HTM
Механические свойства древесины в основном не отличаются от свойств
,
которые можно ожидать от пучка трубок или
волокон
.
В боковом направлении волокна разделяются и
сминаются довольно легко
,
поэтому прочность на разрыв и
сжатие поперек волокон очень невелика
,
меньше
1 
кГ
/
мм
2
.
Более легкие породы
,
например пробку
,
можно даже
сминать
пальцами
.
С другой стороны
,
как раз потому
,
что трубчатые волокна легко
сминаются
,
в древесину можно загонять
гвозди и шурупы
,
не расщепляя ее
(
если
,
конечно
,
проделывать это
,
соблюдая определенную аккуратность
).
Между
прочим
,
гвозди
,
достаточно осторожно вбитые в дерево
,
и ввернутые в него шурупы сколько
-
нибудь заметно не
ослабляют древесину как целое
;
иными словами
,
дерево удивительно стойко к концентрации напряжений
.
Прочность на разрыв ели составляет около
12 
кГ
/
мм
2
.
Она соответствует упругой деформации или межатомному
разделению порядка
1%,
то есть находится где
-
то между
1/10
и
1/20
теоретической прочности
.
Это намного лучше
,
чем
тот же показатель для большинства других технических материалов
,
особенно дешевых
.
Ходовая сталь с прочностью
40 
кГ
/
мм
2
упруго удлиняется на
0,15%.
Если соразмерять все характеристики с удельным весом
,
то по прочности на
разрыв древесина эквивалентна стали с прочностью
200 
кГ
/
мм
2
,
которая в
4-5 
раз прочнее обычно используемых сталей
.
Но как мы увидим дальше
,
на практике не так
-
то легко эффективно использовать высокую прочность древесины на
разрыв
.
Древесина оказывается слабой при сжатии вдоль волокна
.
В этом отношении ее свойства противоположны свойствам
чугуна
,
который прочен при сжатии
,
но слаб при растяжении
.
Здесь опять модель пучка склеенных между собой волокон
оказывается очень реалистичной
.
Под сжимающей нагрузкой тонкая стенка одной из трубок теряет устойчивость
,
на ней образуется складка
,
а все
остальные трубки должны следовать за ней
(
рис
. 39).
Прочность на сжатие ели обычно лежит в пределах
3,0- 3,5 
кГ
/
мм
2
.
Если сравнивать эти цифры со сталью по удельной прочности
(
по отношению к плотности
),
то они выглядят все еще
вполне сносно
,
но
,
конечно
,
далеко не так
,
как удельная прочность на разрыв
.