Лавров Михаил Фрументьевич. Совершенствование метода оценки качества древесины лиственницы, произрастающей в климатических условиях Якутии : Лавров Михайло Фрументійович. Удосконалення методу оцінки якості деревини модрини, яка росте в кліматичних умовах Якутії

Краткое описание

Лавров Михаил Фрументьевич. Совершенствование метода оценки качества древесины лиственницы, произрастающей в климатических условиях Якутии: диссертация ... кандидата технических наук: 05.21.05 / Лавров Михаил Фрументьевич;[Место защиты: Уральский государственный лесотехнический университет].- Екатеринбург, 2015.- 201 с.

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Северо-Восточный федеральный университет
имени М.К.Аммосова»
На правах рукописи
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА
ДРЕВЕСИНЫ ЛИСТВЕННИЦЫ, ПРОИЗРАСТАЮЩЕЙ В
КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ЯКУТИИ
Лавров Михаил Фрументьевич
Специальность 05.21.05 - «Древесиноведение, технология и оборудование
деревопереработки»
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель:
д.т.н., профессор Местников А.Е.
Научный консультант:
к.т.н., профессор Левинский Ю.Б.
Якутск 2015

2 ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 10
1.1. Характеристика района и объектов исследования 11
1.1.1. Характеристика района исследования 11
1.2. Оценочные показатели физико-механических свойств и качества древесины 18
1.3. Плотность древесины как характеристика ее прочностных свойств и технологических возможностей 22
1.4. Влияние условий произрастания на показатели свойств древесины 26
1.5. Методы и средства оценки качества древесного сырья 31
1.5.1.Оценка макростроения древесины 31
1.5.2. Оценка плотности древесины 33
1.5.3. Оценка прочностных свойств древесины стандартными методами 36
1.5.4. Современное состояние неразрушающих методов контроля и оценки
качества древесины 39
1.6 Выводы и характеристика целевых исследований 44
2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ, МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ 47
2.1. Методика исследования качественных показателей в полевых условиях 47
2.1.1. Методика исследования морфометрических показателей древесины
лиственницы даурской 47
2.1.2. Отбор образцов и проб для испытаний 50
2.1.3. Программа проведения испытаний 51
2.2. Методика исследования физико-механических свойств древесины 56
2.2.1. Методика определения качественных показателей древесины 56
2.2.2. Методика определения механических показателей 58
2.2.3 Статистическая обработка данных 59
2.3. Методика исследования физико-механических свойств древесины на
эксплуатируемых объектах 62
выводы по второй главе 63
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ДРЕВЕСИНЫ СПОСОБОМ
ОРИЕНТИРОВАННОГО СВЕРЛЕНИЯ 65

з
3.1. Получения и анализа показателей сопротивления древесины сверлению 66
3.2. Определение погрешности замера данных, приведение к истинным значениям и установления показателей условной плотности древесины 73
3.3. Методы графического отображения распределения плотности 76
3.3.1. Построение распределения базисной плотности по результатам замеров
методом ориентированного сверления 77
3.4. Разработка последовательности этапов оценки качества древесины 82
Выводы по третьей главе 86
4. ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДРЕВЕСИНЫ
ЛИСТВЕННИЦЫ ДАУРСКОЙ 88
4.1. Особенности строения древесного ствола лиственницы даурской 88
4.2. Экспериментальное исследование показателей макроструктуры древесины .91
4.3. Экспериментальное исследование показателей плотности древесины 95
4.4. Анализ зависимости механических свойств от параметров макроструктуры и плотности древесины 139
4.4.1. Влияние плотности древесины на ее механические свойства 139
4.4.2. Влияние плотности, ширины годичных слоев и содержания поздней
древесины на механические свойства 141
4.5. Исследование зависимости механических свойств древесины лиственницы в зависимости от срока эксплуатации 148
4.6. Оценка экономической эффективности предложенного метода оценки качества
древесины 157
Выводы по четвертой главе 160
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 162
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 164
ПРИЛОЖЕНИЯ 181

Список литературы

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
1. Выявлены зависимости показателей прочности и плотности древесины лиственницы даурской от анатомического состояния и макроструктуры древесины, базирующиеся на результатах испытаний, полученных с помощью прибора «Резистограф» и стандартными методами испытаний.
2. Установлено, что точность определения исследуемых параметров макростроения тонкослойной высокоплотной древесины зависит от частоты оборотов и скорости подачи сверла. Оптимальная скорость подачи сверла при частоте оборотов сверла 6660 мин"1 составила 0,2-0,27 м/мин.
3. Дана оценка корреляционной связи между шириной поздней древесины и годичного слоя. Установлено, что для оценки тесноты корреляции предпочтительно использовать распределение древесины на три группы в зависимости от ширины годичных слоев: мелкослойные - от 0,03 до 1,26 мм; средние от 1,27 до 2,54 мм; широкие от 2,55 и более. Такой подход позволяет увеличить диапазон рассматриваемых параметров и более четко выявить особенности взаимосвязи показателей.
4. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что прочностные свойства древесины лиственницы предопределяются плотностью поздней древесины.
5. Установлено, что характер распределения плотности по стволу дерева имеют общие тенденции с внутренними эпюрами напряжений, полученными финским исследователем А. Юлиненом. Это объясняется тем, что распределение плотности по стволу дерева напрямую связано с внутренними напряжениями и воспринимается как элемент природного приспособления к внешним условиям.
6. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность определения плотности древесины в полевых условиях с применением метода ориентированного сверления.

163
7. Получены детализированные данные картины распределения плотности древесины по сечению и высоте ствола лиственницы даурской. Приведена графическая иллюстрация в системе цилиндрических координат.
8. Разработан алгоритм прогнозирования физико-механических показателей и структуры древесины на основе определения ее плотности методом сверления.
Данные производственной апробации результатов проведенных исследований подтверждают обоснованность выдвинутых гипотез, достоверность выводов и рекомендаций, и экономическую целесообразность применения разработанного методов.