H O L Z A L S ROH- U N D W E R K S T O F F

24. J A H R G A N G FEBRUAR 1966 H E F T 2

Untersuchungen tiber das Verhalten von Holzwerksfoff-Platten bei Sfogbeanspruchung sowie tiber ihren dynamischen Elasfizifiits- und Schubmodul*

Investigations on the Behaviour of Wood-.Base Board Material at

Impact Load and on their Dynamic Modulus of Elasticity and Shear

\ ,~m H o r s t S c h n e i d e r , M i i n c h e n

E,inleitz~n~, Me/3verlahre.n Eich,ung der Mef l - vorr ich tu~gen A uxwerlz~ng der J?lessuncen -- Fehler- abschd l zung Ve~,suche: Einf lu[3 des :l , le/3kop/d~rch- me,~sers a u f die Durchschlal , arbeit ; E in f t~ f i des P la l t en - iormates 't~nd der A ,u / lagerbedingu~gen; E i n f l u f l der l:allh<She," E in f l u f i der Holz/e~,tchtigke,it; Ei,nitu/3 der T e m p e r a l u v ; tTes l immung vo,n 171astiziNils- u n d Schub- "mod~U -- Zt,tsa~,nmenDiinge ,~,emesseneg Griifien .. Z.u- s a m m e n / a s , ~ t n A, -- Sch,~,i/ttztm

E i n l e i f u n g

In z u n e h m e n d e n l Mal3e gewinnen p la t t en f6 rn l ige H(Jlz- werkstoffe heu t e auf den ve r sch iedens ten Geb ie ten an Be- deu tung . Hfiufig werden bei ih re r V e r w e n d u n g die Grenzen ihrer Fes t igke i t durch stol3artige B e a n s p r t m h u n g iiber- schr i t t en . \Vei tgehend beur te i l t e m a n b isher die Z~ihigkeit yon H61zern mad Holzwerkstoffen i iber Sch lagbiegever - suehe nach l ) i N 52 ~ 80 an s t ab f6 rmigen P r o b e n i. Das s t a r k r ich tungsabh{tngige Ve rha l t en des na t i i r l i chen l{ohstoffes Holz wird zwar bei seiner Vera r l )e i tung zu Holzwerks to f len we i tgehend ausgegl ichen, j edoch n ich t in dem MaB, dab aus (fell] Ve rha l t en bei e inachsiger B e a n s p r a c h u l l g zuver- l~tssig- auf (tie Fes t igke i t se igenschaf ten bei mehrachs ige r Beanspruc h tl ng geschlossen werden k6nnte .

Aus dieser E r k e n n t n i s bemi ih t m a n sich seit I~tngerer Zeit, em geeignetes P r i i fve r fah ren zur B e s t i m m u n g der Stol3festigkeit oder besser der FS.higkeit zur F.nergieauf- n a h m e yon p l a t t en f S r m i gen Holzwerks to t fen bei stoB- a r t ige r B e l a s t u n g zu entwickeln . Die rasche Ene rg i ezu [uh r erfolgt en twede r d u r c h A b f a n g e n einer frei fa l lenden Be- l a s tungsmasse oder t iber em der Pr i i fung plat~:enf6rmiger Werks tof fe angepal3tes Pende lsch lagwerk .

Grtmds~ttzl ich k a n n m a n zwischen Aufpra l l - und Durch- s ch l agve r suchen un te r sche iden . Bei A u f p r a l l v e r s u c h e n wird die P r o b e du rch ein- oder m e h r m a l i g e S t o g b e a n - s p r u c h u n g mi t n a c h j edem Versuch ges te iger ter Fa l l h6he besch{idigt, wobei u n t e r , ,Beschf idigung" ein vollstS.ndiger Bruch, ein AnriB oder eine zu g rebe Meibende V e r f o r m u n g der Pla t tenoberf l /4che wie auch der P l a t t e n m i t t e ] e b e n e v e r s t a n d e n werden k6nnen . Als Mal3 ftir die P l a t t en fe s t ig - kei t wi rd die le tz te Fa l lh6he oder die be im le t z t en Versuch zugef i ih r te Energie angegeben. Dera r t ige I :a l lversuche werden in d e n U S A ! I~ewis 19561] und in G r o g b r i t a , m i e n

* [(urzfassung der Dissertation des Verfassers an der TH Miinchen, 1965. 1. Referent: Prof. Dr.-Ing. F. K o l l m a n n , 2. F, eferent: i'rof. Dr.-Ing. H. N e u b e r , Tag der l ' romotion: 28. 7- 1965.

l:lerrn I h-of. Dr.-lng. F. 1,2 o 11 m a,n n sei auch an dieser Stelle fiir (lie grol3ziigige F~$rderung und bnters t t i tzung der Arbeit herzlich gedankt.

l Der Schlagbiegeversuch und alle damit zusammenhSngen- den Probleme wurden ausffihrlich yon F. 1 r 110511 behandelt .

Hi I I .Z {lib }~,lill- I I i id %,~rei'kstol]

lifts 1811, 1956 j durchgef t ih r t , h a b e n abe r u n t e r amle r em den Nachtei l , d ab das : \ u f t r e t e n einer Besch~tdigmlg im oben e rw/ i lmten Sinn in m a n c h e n F/il len n ich t o b j e k t i v zu beur te i len int. l m Gegensa tz ztlm Aufpra l lve rsuch l iefert der Durchsch lagversuch . bei dern (tie l ' I a t t e ve to Fal l - k6rper vol ls t / indig du rchsch lagen und die Res t ene rg ie nach dem l )u rchsch lag gemessen wird, ftir jede P robe einen e indeut igen Versuchswer t . V o r a r b e i t e n in dieser R i c h t u n g lcistete A. l ) o s o u d i l ~I<)5oi] m i t dem E n t w u r f eines Vall- werks, bei dem (lie Res tene rg ie nach dem D u r c h s c h l a g clutch Ausmessen des E i n d r u c k s einer St:ahlkllgel in e inem b~upferzylinder b e s t i m m t wird. Mit e inem l )ende lhammer , an dem ein langer, kreisf6rnl ig gebogener Dorn als l )urcl l- schlagki~rper befes t ig t war, wurden im U. S. Fores t Pro- duc ts L a b o r a t o r y in Madison lind im Fores t P roduc t s I , abo ra to rv in O t t a w a Durehsch lagve r suche v o r g e n o m m e n I)ie [,~estenergie wurde iiber den At, sschlagwinkel des Pendels nach dem 1 )Ulchslog e rmi t t e l t . Am Holz forschungs- i n s t i t u t in [3ratislava wurde t i n l ) o p t m l p e n d e l h a m n l e r en twickel t , bei dem der Sto[3k6rper nach dem I)urch- schlag der Probe auf ein zweites Pendel trifft, dessen Ausschlagwinkel ein Ma[~ fiir die du rch den Stol3 des e rs ten H a m m e r s t iber t ragene Energ ie da rs te l l t [ S k r i p e n 1o6,-.

Die A n g a b e der e r forder l ichen l )u rchseh lagene rg ie lltBt a l lerdings die Frage often, in welchem ,Ma[3 die be iden 13estinlmungsgr6f3en, nfimlich S togk ra f t I ' und l I u r ch - b iegung s, am Ar lmi t saufwand zur Zers t6r t ng der Probe betei l igt sind. Eine spr6de P l a t t e h o h e r Fes t igkei t kann gegebenenfal ls dense lben E n e r g i e b e t r a g a u f n e h m e n wie eine z~ihe ] ' robe ger inger l rest igkei t . Zur genaueren K e n n -

z e i c h n u n g der \ \ ' e rks to f fe igenscha f t en ist de sha lb die g e t r e n n t e Messung yon K r a f t u n d l )u rch l f i egung wfi.hrend des Durchsch lags erforderl ich.

Zuerst ve r such te A. E l m e n d o r f ].l()2zi (lie : \ u f n a h m e voIls t / indiger l ( r a f t - V e r f o r m t m g s - I ) i a g r a m m e bei rasch a b l a u f e n d e n Belastungsvorg/ i .ngen. ('Tber zweinlal ige gra- ph i sche Dif ferent ia t ion der au fgeze ichne ten \Veg-Zeit- K u r v e e r in i t t e l t e er nghe rungswe i se die Verz6gerung eines P e n d e l h a m m e r s und da ln i t die ScMagkraf t . Die u n m i t t e l - bare _-\ufzeichmmg yon Kra f t \Veg oder Kra f t -Ze i t - 1)i~tgrammen ffir (lie n u r wenige Mil l i sekunden wfihrende S c h l a g l m a n s p r u c h u n g wurde ers t d u t c h den E insa tz elek- t ron i sche r Hi l f smi t t e l e rm6gl ich t . So ~elan~ es F. I ( o l l - m a n n [i104o_1 ers tmals , m i t e inem p iezoe lek t r i schen Geber die \Vider lagerkrf i f te be im Sch lagb iegeve r such mi t Holz- s tgben genau aufzuze ichnen . Infolge der Kriegsereignisse k o n n t e n diese Arbe i t en n ich t wel ter ver fo lg t werden , seit e twa :m5o w e n d e t m a n jedocl l der e ingehenden [ In te r - s i lchtmg des Verha l t ens vt,n \Verks tof ten un te r Schlag-

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42 H. Schneider, Verhallcn \on Ilulzwerksi~fffen bci Sto[31)eanspIm:hung IfOLZ als Roh- unll ~Vcrks Loll

Imansl)l:uchung wieder crlff~hte . \u fmerksamkei l zu. . \uf holztechnologischena ( ;ebiet sind (lie : \ rbe i ten yon R, \V. 1 ) a v i d s o n % { , 5 8 1 u n d X V . L. J a m e s F ~ 9 6 z erw~ihnenswerl. S t a t t der frfiher e ingesetz ten Piezuquarze verwenden beide l :orscher b : ra f t au fnehmer mit I)ehnungsmef3streifen zur Aufzeichnung v~,n Kra "t-l)urch ~iegungs-1 ) iagrammen sto[3- art ig belas te ter Holzst~il)e. Eine grfindliche [Tntersuchung des genauen Kraf tver laufs bet Schlagl~eanspruchung stab- f6rmiger l ) ro l )en aus Hnlz ur~d I)lel3schichtholz s t a l nmt yon H. K r e c h i)959~, wobei Kraftaufl lelmaer nail- Piezo- quarzen und mit l )ehnungsmeBstre i fen kritisch verglichen wtirden.

Ein Ziel der vorl iegenden [Tntersuclnung I)estand nun darin, auch bet p la t t en f6 rmigen Holzwerkstof len un te r Sto 3bel tstt i:tg l~:raft-Verformungs-Diagramrne aufzuneh- men. l)ie dazu erforderl iche elektronische MeBappara tur widerspr icht dem \Vunseh der lndus t r ie nach m6glichst wenig aufwendigen Priilger'/iten. l )eshalb wurde die v(m der P l a t t e au fgenommene 1)urchschlagenergie dttreh eine mechanische Zusa tzvor r i ch tung gemessen und ihre P,e- ziehung zu der zum l~rueh de]7 l~latte f i ihrenden Energie (Brucharbeit) untersucht . Die Plrucharbeit kennzeichnet die Ene rg i eau fnahme his zunl l ':rreichen der H6chs tk ra f t wtihrend tics I)urehschlags, mit tier weiterhin notwendigen I:nergie zum : \ufwei ten der Bruehz(me, zum .kl)16sen y o n

Spli t tern, zur ( 'l)erwin(lui]g yon 1,teilmngskrfiften am I )urchschlagki ; r l )e rusw e r g i b t s i c h d a n n d i e g e s a m t e D u r c h schlagarbeit .

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YY ;@e:fretveoe Oszilloyraph

mif > M egvecs/o~er&ystrierkamero

Zei/mo:ken, qeber

5"fH <~: ?

, 7 . , i , \ \ ~ ,

fgild I. Schematische lIarstelltmg der l'riifvorrichtung. /el: Blcchfahnc; F l)ruckfeder : G Fallgewicht ; H Hebel; L Lager: I . i l~ichtquelle; ,lf Me!3kol)f; P Ptanm'; P h Iqlotozelle; P r Probe ;

,q'ch .%'hreil)spitze : St..St.13d~tmpfer ; 7" Schreil)trom reel.

M e f l v e r f a h r e n

Bild t zeigt sehemat i sch das Faltwerk mit der \ :orr ieh- t t ] ] l g Ztl]" Bes t immung der Restenergie und der Mel3- e lektronik zur =\tlfllahllle der Kra f t - \~eg- l ) iagra lnme, l)er IMel3kop{ /1,I des Fal lgewichts (; trifft naeh den-~ Durch- schlagen tier Probe Pr auf die l ' f anne P. die auf einem in 1. d rehba r gelagerten Hebel H angeb rach t ist. Die Stol3kraft des Fal lbgren wird unnf i t t e lbar auf (lie Feder F fiber- t ragen. Zur D/ impfung tier du tch das , \u{treffen des Fall- gewichts e ingelei te ten Schwingung des Fede r sys t ems wurde am vorderen Ende des Hebels H noch em einseitig wir- kender Stoi3dt--irnpfer S t angebrach t . Die Hebelaus lenkung wird iiber eine federgespannte Schreibspi tze Nc/t auf die

rail Wachspal.fier bezogene Trolllnlel 7 aufgezeichnel . Nach jedem \ :ersueh wird die Schreibspi tze zm'iickgezogen und die "l'rommel ein Stiick wei tergedreht . I!m (lie empf ind- li the Kraftmel3dose im Mel3kopf M zu schunen, wurde in die l~fanne ein 3 ~ mm x 3 ~ mm groBes Stiick einer 2o mm dicken 13itumen-Holzt:aserplatte gelegt, das nach jedem V e l ' S l l c h e l - l i e ] leF t "~VtllTde.

[)ie Messung der l'.:raft wghrend des I)urchschlags erfolgte tiber eine in den Me[3kopf e ingebaute b:raft- mel3dose, in die I ) e h n u i g s l l e 3 s t : e i f e n eingeklebt waren. lh re r E n t w i c k h m g liegen folgende ( ;es ich tspunkte zu- grunde:

a) Die l~:igenfrequenz der Kraftmel3(h~se mttB hoch genug liegen, um eine Verzerrung der .Mel3gr613e (als,~ tier Kraft) dutch den .-\ufnehmer so welt wie m6glich zu ver- meiden.

b) l)ie Ernpfindl ichkei t der MeBdose soil gen(igend grcfl3 seth, (lamit die elektr ische Verst i i rkung nicht zu h~eh gewtthlt werden muB, da s{mst S t6 r spannungen zu st:ark zur ( ;e l tung kommen. Die \Vanddicke da]T{ jech~ch nicht so welt ver r inger t werden, dab 1.)el Be astu ]g der elast ische Bereich f lberschri t ten wird ,)der die l)ehnungsmel3streifen zu welt ve r fn rmt werden.

c) Die l(raftmeL~tlose ist so zu gestal len, dal3 Q t l e ] -

kr~ifte und }{iegemomente die Mel3genauigkeit nieht be- ei ntrSehtigelL

l in ter l~erf icks icht igungder angefi ihr ten Iqmkte wurde der in Bild , dargestel l te Kraftlnegkot~f entworfen. Das akt ive Kraftmel3element ('l'eil l ) m i t der :\l~schlul3kappe ('l'eil 2) wur(le zur l~,erechnung der Eige]lfrequenz als i11 RiehEmg seiner I.i:tngsachse schwingender , fest einge s imnnle r S tab rail kontinuierl iel ter Massenl)eleg]mg und Zusa tzmasse be t rach te t . Fiir die (h 'undfrequenz crgai~ sich der Wef t / , 45.41 kHz. Zur l{eurtcilunR der (~l)el- t ragungsgi i te des MeLIgliedes wird die erzwungene Schwin- glmg naeh \ l )kl ingen des l':inschwingv~,-ga nxes luet rachl el.

lgihl 2 . . \ufbau des l';raftmel3kopl:es. I(raftmel3clenacnt: 2 AbschhH31mppe; 3 Schutzmautel:

-1 "l'rSger des Kraftmcl3eh,ments: .5 Schalt.

I)a die Kra f tme6dose w~ihrcnd des Durchdr ingens der P la t te eine s tarke l)iLmp[tmg erftihrt, kann der Dfimpfungs- faktor ~. - i gesetzt werden. Dann gilt fib- die Schwin- gung der Mel3dose: a" ,.\. sin ( to l - . q~)/( l t m"-#@), w o -

bet ~o die Megl'requenz, ~o e die Eigen{lequenz der Me[3dose ]111(1 q:. die l 'hasenverz6germ~g bezcichnen. ( ;egenfiber einer Schwingung .r = .'1 .s in~u/, welche genau der Er -egung folgt, wird also du tch die endliche l : igen | requenz der Mel3- dose die . , \mplitude des MeBglieds im Verhfiltnis l..'(t m~/o)~,) verkleiner t . Bet ether Megfrequenz yon 5 kHz wird mi t der berechne ten ls yon 45 kHz (lie l<raf tampl i tude al lerdings nur um etwa 2% verf~ilscht.

2 1 .I)4. ILql "~ I: l . S c h n e i d e r , V( . i ' h~ t l f l q l v(')ll l { o ] z w t q ' [ . : s t l ) ~ e l l Imi S t ~ ) 1 3 1 ) , . a n s p r t u h u n g l , ) 1,1,1 )1-11~11- I i#(,i )

\:~}rvcrsuchc ergal)en, daI3 mit keiner h/)hereu Kraf t al> 200o I<p ztt rechnen war. Mit detl ve rwende ten Deh- ntmgsme[3streifel~ kanla his zu ciner l.)ehnung yon e =

.... e inwandfrei gearbei te t wcrden. 1)ie erforderl ichv I , D 4 , .

(2uerschnitt:slt,qche des t(raltil~e/3elementcs wird hiernach 63, 5 mm e, fiir (lie Spann tmg I:()lgt (]alaus d(~l \Vcrt o'max 3),5 kp/mnf-'. I)ic Elast iz i t / i tsgrcnze des ve rwende ten \Verkstoffus (l'2delslahl) wird l)ci dieser l le las tung mit S ichmhei t nicht erreicht, l)a (lie Fi ihrung des b'alll)5.ren nicht spiclfrci is), kann diesur gegebenenfa s c lwass<hr / ig aul! (lie I)lattc treffen. Ferncr ist das Prt i fnmtcr ial kein homogencr \Verkst~)fl, s~) dab (lie t(rnfi:mel3dose helm .qtol3 auch dur<h augerini t l iou Druckkriil]te und Quer- I<riifte heansprut:ht wcrdc~ kann. l.~m die t'2inwirkung der I>)iegeinomentc und Querkr~tftc s~ welt wiu mOglich zu \ - e r l l [ n d e r n , \ V t l l ( l e das Megelement mit cinem Schutz- mantel umgeben. Die /tul3cre I"~>rm <lot [ fmhii /hm~ is) bes t immt (lurch (lie \Vnhl eines zyl indr ischen Durch- schlagk6rpcrs rail halhkugclf i i rmigem .M)schluLL

Die l{cakti~mskriif/e der I)latte w&hrend des l lurch- schlags bewirkt-n eine S tauchung des Megelcments und dami t )sine \Vidcrstands.~in(h,rung tier eingel<lebten Deh- nungsme[3strcil:en. Zwei ,,al<tive" Streifen wurden mi t zwei <l 'emperatur-I(ompens/~tionsstreifun zu einer "Wheat- st(mehriicku geschaltet . 1 )a vine gleich gr~H3e uml in gleicher I~iclntnng \ '( .rhtufende \\ ' iderstands~_inderung ;tlle~ xiel- l~rtict-:cnzwcigc keinen Mc/.~cflekt crgibt, wurdun die beiden l (ompensa t i tmss t re i fen auf ein Pertii~ax-l~lMtchen ge- l<lcl)t, das s i c \ im Mcl3eltqnent in ciner Ebenc dutch dessen l.~h~gsachse l)cfand. Das l>lfiltchen wa~ tlttF i111 {)l)el(.~n, ein- geschraulHun Tell des Mel3ulementes mit diesem ver- bundcn, s,) dab der d ihmwandige , akt ive : \b schn i t t des [ ( ra f t au fnehmers und das Ti'figerplfittchen tier [~.olnpen sati<.msstrei f(-l] keine Krlif lc 1tl.l feinandcr a usiil)en konnten. Eine N; chrechntmR crgab, dab (lie dutch diese .- \nordnung

- o/ der McI3sireifen hervorgurufcnel) Mef3fehler t inter 1,.~/o~) licgen, also, pl-aktisch zu vernachlfissigen sind. 1),il(1 3 bringt einen Quurschni t t du tch ein l ( raf tmeBelemcnt .

so)

Bild ~. (}uerschnitt durch e i l l ] ( I~.t f t n l tq,/{'Io 111('i i t .

I )ie St)anntmg der Mel3diagonalen der \\. 'heatst:oneln-iicke wurde tiber ein abgeschi rmtes Mel3kal)el an einen Trfiger- freqt~enz-Mel3vcrsttirker gelegt. 1 )ie . \ u sgangs spannun g des \ :ers t~rkers d iente zur Ablenkung eines l<athodenstrab_ls des ve rwendc ten Zweistrahl-()szillogral~hen in y l~ichtung.

1-~ci der . \ u fnahme vfm l ( ra f t - \Veg- I ) iagrammen ist ne/)en dcr Kraft auch die jeweilige Stel lung des Kra f t - au fnehmers zu registrieren. I)er yore Fal lgewicht zuriick- gelegtv \\c,e. intercssicri ors) x'tm dem Zuiit3~mkt an. z~ dcm (lic %pitze tics McLfl-aq)fcs in die l qa t t c ci |Mringt. I)cr Vall ldhpcr hat in diescrn \ugcnlHick uim' vcrh/iltnismiiI3ie

h~)hc (ieschwin(ligl-:eit. Ein mcchanischer Tas te r wiirde dcshalb du tch tlic slol3f6rmige l{inleitung des Mel3vof ganges zu Schwi~gungcn angeregt . \Viii man cine k(m]- plizierte KupplunKsvor r ich tung umgehcn, so 1-:()mint nut t in \:erfa, hren (let 1)eriihJungsh)scn \,Vegmessung in Bc- t racht , r)a die FtHwung des Fallbgi.rcn zur \ : e rme idung yon ReibungskrS.ften niclnt sp]elfrei eingcstel l t werden konntc , durfit.? eLtl geeignetes X~erfahren auch keine Bcwcgungcn senkrech t zur MeLh-ichtung zur Anzeige l>ringen. Diesc F'.'r,a.'iigungen I/ihrten zur l'httwicl.:lung einer l ichtelek- tr ischen \~egmcf3vorr ichtung, wic sie in Bil(l 4 guzeigt

IBild 4. I.ichtclektrischt \Vegm<'l?w)rrichtttng.

is). h n Vcrlauf des I)urchschlags v,'urdc t in l+ichtstrahl \'<nt einer fest mit dem Fal lgewicht ve rbundenen lrahne aus Stahlblech d t l lchschni t ten , l)ns Licht liel atll (tie I ' ;athode einer l 'hotozelle, welche die ln tensi t f i ts t inderung des for t laufend abgel) lendeten l . ichts t rahls in einc pro- pot-tionale Strrmtf inderung mnsetz te . 1)ie dadurch an cinem regelbaren \ \ : iders tand her\~)rgeru[ene~l Spannungs - f inderungen win-den zur Ablenkung der beidcn St rahlen des Zweistr -()sz o g - a p h e ) in x-ILichtung vcrwendet . l'~in Strahl dcr Draunschcn I~.6hru wird ;list) du tch die wiihrer~d des l )urchschtags a t f f t rc tcnden l{r/-if/c und dic augenblickl iche Stc lhmg des l ' a l lgewichts gestcuevt und zeichnet auf diese \Veise die gew/.inschten I<raft-\Veg l ) iagramme auf. I Ier zweite Strahl, der in x - R i o \ t u n g mit dem ers ten gckoppel t ist, wird mit Hilfe eines R-C-Gene- rators in eine l: 'unktfolge zerlegt; der zcitliche . \ l )s tand zweier Licb_tt~unktc is) gleich dcr l )auer einer Schwingung des Sinus-Generators .

l las C)szilk)granlm des Durchschlagvorganges wurde mit einer Spiegel re l tex-Kle inbi ldkamera mi t hochempf ind - l ichem Fi lm aufgencmmmn.

l)ie B e s t m m m n g des Elas t iz i t~ts- und Schulnnoduls crfolgte din-oh Messung der Ei~enlrequenzen prism~ltischer Proben, (lie aus der unbeschi tdigten I~_andzone der Pri.if- p la t ten e n t n o m m e n wurden. ])urch ein e lck t ro -magne t i - sches 'A'echselk,ld mi t k(mtinuierl ich verAmlerlicher Fre- quenz wurdcn I3iegeschwingungen angeregt : (lie Anzeige der :kmpl i t l ldenmaxima ergab (lie Lage dcr Resonanz- linien und dami t (tie gesuchten Eigenschwingungszahlen . In d e m , , E l a s t o m a t " der Fa. lq;rstcr s tand ein fiir GroB-

) - N o" zahln e~,. unsen gceignctes (;el/:it zur k'erfi.igung.

Eichung der Nlegvor r ieh /ungen

Zur Eichung dcr Fangvorrichtung wurdc div .\ushqlkunR des lIehels H (s. F, ild I) bei lrei fallcndcr Beh.tstungsnlasst! be stimmt. Statt der Zusammendriicl,:ung der I:cdcr ~urde der \Veg x gem('sstqL dvn die Schrt'ihapitzc in das auf (lit' Trommcl gesl~attntc Wachspapicr eilliitztc. Dicsc Spurt~ing~..r ist tin Malfi fiir die nach dem I)urchschhtg din- l ' lattc noch \r I{estcnergi<', die helm Eichen gleich dcr zugeftihrtuu Em'rgic

4 *

/~{ H. Schneider, Verhalten yon I h)lz~erkstoffen bet Stol31~eanspruchun R HOLZ sis P, oh- und Werkstoff

(; �9 h (st. Die FallhOhe h wird v o n d e r Stellung des [,'allgewichts G aus gemessen, in der dieses gerade den Hebel H beriihrt, wobei die AusIenkung x also gleieh Null (st. In Bild 5 (st ein Eieh- protokoll der Fangvorriehtung wiedergegeben.

Bet den ersten Versuchen mit dem \Verkstott des grOBten Durchstol3widerstands (11 schichtige Buchen-Furnierplat ten, 15ram dick) wurde eine H6chstkraft yon rd. 13ookp erreicht. Nach diesem Anhaltswert wurde der t(raft:mel3kopf zur Eichung mit einer Universalprfifnaaschine (H6chstlast 20 Mp, Mel3bereich 2000 kp) in Stufen yon 2oll kp bis P,,,~,~- I611(~ kp belastet, wobei die dadureh bewirkte 3,-Auslenkung des Liehtpunktes auf dem Oszillographenschirm auf 8 cw_ (Seitenliinge eines dem IAchtschirm eingesehriebenen Quadrats) eingeregelt wurde. Ffir die Eichung war der x-ls bet abgeschalteter Zeitablen- kung geerdet. [)as Drehspul ins t rument des Verstgrkers zeigte bet der H6chst last etwa 91)()~ des VollausseMags, (lie Arbeits- bereiehe beider Ger/ite waren also gut ausgenfitzt. Die der je- weiligen l .aststufe entspreehende vertikale l.age des Licht- punktes wurde photographisch festgehalten. Bet den dtinnen Limba-Furnierpla t ten (5 mm dick) genfigte vine Eichung bis P , . : , x - 16o kp. In diesem I.astbereich diente zur Eichung ein Ringkraftmesser mit einer zul~issigen Belastung yon 500 kp, die einzelnen l .as ts tufen betrugen 20 kp.

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13ild 5- E'iehprotokoll der Vangvorrichtung. i)ic senkrechten IAnien stellen die jeweilige Auslenkung der Schreibspitze dar.

8 cm

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I I I I I Eiehkurve des KmflmeYkopfes

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ooo 800 R00 kp ~#o0 1. o s t P

Bild 6 Eichkurve des KraftmeBkopfes. Bi]d 7. ()szillogramm der \Vegmessung

eines freien Falls.

Die Eiehkurvc der KraftmeBdose war be.i h6heren Be- lastungen linear, bet geringen Krfi.ften leicht progressiv (s. Bild 6).

Fiir die |.s der \VeglneBvorrichtung (s. Bild 4) ",vurde ,lie Blechfahne des Fallgewichts, die wtihrend des Durchschlags einen Lichtstrahl fortlaufend abdunkelte, durch den beweg- lichen SchenkeI ether Schublehre ersetzt. I)urch uin Stfickchen Karton wurde der Schenkel so verbreitert, dab die ganze HOhe des Lichtl)alkens abgedeckt werden konnte. I)ie Rachenweite der Sehublehre wurde mm in Schritten von je 5 mm verkleinert und die entsprechende Ablenkung des Liehtpunktes auf dem ( )szillographenschirm photographiert . Innerhalb eines Bereiches yon rd. 3, 5 em wird die Ablenkung des Lichtpunktes eine iineare Flmktion der Stellung der Abblendfahne. Diese taucht kurz vet dem .\ufprall des Mel3kopfes in den Lichtstrahl ein, die dadurch erzielte Vorablenkung yon ei~va 1 cm gewti.hrleistete eine \h:egmessung im linearen 13ereich der Eichkurve. Eine Linearit{itskontrolle der \,Vegmegvorrichtung ergab sich dutch die Aufnahme eines \Veg-Zeit-Diagramms bet fret fallender Belastungsmasse. Theoretisch mtiBte bet Proportionalit~it zwischen dem \Veg des FallbS~ren und der Lich tpunktab lenkung das Diagramm (s. Bild 7) eine Parabel zeigen, die aber bet groger FallhOhe und kleiner Mel3strecke durch eine Gerade zu ersetzen is(. An den Enden des Megbereiches knickt (lie Kurve verhS.lt- nisntitl3ig scharf ab, da <lie Strahlen des l.]clntbtindels ziemlich parallel verlau fen.

A u s w e r t u n g der M e s s u n g e n

Die fiir e inen g la t t en 1)urchschlag der P l a t t e n erfor- derl iche Arbeit A a wurde als I)ifferenz w m zugef f ihr te r

Energie und Res tenerg ie berechnet , wobei le tz tere w m tier m e c h a n i s c h e n F a n g v o r r i c h t u n g au fgeze i chne t wurde. Die

Nega t ive der Kraf t -VVeg-Diagranmle des I )u rchsch lags wurden auf eine O r d h m t e n h 6 h e yon rd. t6 cm vergr6Ber t

und his zum PullJtt der h 6 c h s t e n K ra f t ( B r u c h k r a f t Ps ) p l an ime t r i e r t . Die f ibers t r ichene Fl~che d i en t als MaB fiir

(lie B r u c h a r b e i t A u, also den E n e r g i e a u f w a n d bis z u m Bruch der Probe. K o n t r o l h n e s s u n g e n der l ) u r c h b i e g u n g der

Pla t tenoberf l / iche w~ihrend des Sto[3es e rgaben durch e inen Vergleich m i t dem zur t ickgelegten W e g ties Fali-

gewich t s his zum ]3n~ch, dab bet Er re ichen tler H 6 c h s t -

k ra f t die Spitze des Megkopfes ers t e twa 5 mln in den W e rks to t t e i n g e d r u n g e n war ; (lie I ) u r c h s e n k u n g der Mittelflfiche der P l a t t en be ( rug zu d iesem Z e i t p u n k l

ebenfal ls rd. 5 m m (Seitenlfinge der P l a t t e n 25o ram).

Bet e iner E indr ing t ie fe der Mel3- kopfspi tze in der a n g e g e b e n e n (;r6Be n i m m t der n ich t m e h r zur

N r a f t m e s s u n g geeignete AuBen- m a n t e l der K r a f t m e B d o s e p rak -

t isch keine Kr~iftc auf, so dab (lie 30 35 *0 *Scm z um Bruc h der P l a t t e erforder l iche

Arhei t den K r a f t - \ V e g - D i a g r a m -

me n gena.u zu e n t n e h m e n (st. l)ie g e s a m t e fiir einen l )u rchsch lag der

P la t t en a u f g e w e n d e t e Energ ie (st aus den O s z i l l o g r a m m e n a l lerdings

nieht m e h r zu best( tureen, da die Schul)kr~ifte und l~.eibungskrfifte,

<lie auf d e n S c h u t z m a n t e l d e s M e i 3 - k(~pfes wirken, n ieh t m e h r zur . \n

zeige g e b r a c h t werden, llie Mes- s u n g der G e s a m t e n e r g i e . q G wurde

da he r der m e c h a n i s c h e n Fa ngvo r -

r ich(ring f iber t ragen.

Neben der B r u c h k r a ft P~ k o n n t e den Kraf t - \Veg D i a g r a m m e n du rch

E inb l e nde n e iner Ze i tmarke s u c h (lie Zeit yore St~)gbeginn bis zum

E i n t r e t e n des Bruches (Bruch- zeit IB) e:lti:omtllell werden. Dieser

(;r6Be wurde s i s re(net Vergleichs-

gr613e der Vorzug gegeni iber dem B r u c h w e g gegeben, der (lie S u m m e aus der 1)tlrchbiegurlg

der P la t t enmi t t e l f l / t che mad der E indr ing t i e fe des MeB- kopfes in den P l a t t e n w e r k s t o f f dars te l l t .

Zur B e s t i m m m a g yon Elast izi t t i ts- und S c h u b m o d u l

w u r d e n die e rs ten be(den E ige n f r e que nz e n der Biege-

s c h w i n g u n g e n s t a b f 6 r m i g e r P roben aus den u n t e r s u c h t e n \ u he rangezogen . Bet h6he ren lVrequenzen {ill- de r t en sich die Ampli ta lden (.let- a nge re g t e n S e h w m g u n g e n

tiber e inen we(ten F r e q u e n z b e r e i c h n u r wen(g, so dab die Re sona nz f r e que nz e n , 10el denen die A m p l i t u d e ein Maxi-

m u m erreicht , n i c h t m e h r genau fes tzus te l l en waren.

Zur B e r e c h n u n g der be(den e las t i schen K o n s t a n t e n 1'2 und G mul3 ma n yon der vol ls t / indigen 1)ifferentialglei-

c h u n g der freien S t a b s e h w i n g u n g ausgehen , wobei der S c h u b m o d u l G tiber die Ber f i cks ich t igung der Que rk ra f t -

v e r f o r m u n g e ingeht . E the r e x a k t e n L 6 s u n g stellen sich a l lerdings grebe n u m e r i s c h e Schwier igkei ten en tgegen , so

dal3 fiir l { e i h e n u n t e r s u c h u n g e n n u r m e h r N ghe rungs -

16sungen [ G o e n s t 9 3 t ; \ V u o l i j o k i lc.i47 j in B e t r a c h t kornmen, t im zu e in igermaBen ge na ue n lqrgebnissen zu

24. HPl:t 2 H. Sclnneidcr, Verhal ten yon Holzwcrkstof ien bei S to l3beanspruchung 4 5 I"el}ruar r 6(i

g e l a n g e n , m i i s s e n a b e r a u c h d a b e i z i e m l i c h l a n g w i e r i g e

Z a h l e i ~ r e c h n u n g e n d u r c h g e f i i h r t w e r d e n . A u s d i e s e n Gr i in - den w u r d e e in e igenes , d e n M e s s u n g e n a n g e p a B t e s Be-

r e c h n u n g s v e r f a h r e n e n t w i c k e l t , m i t d e s s e n Hi l fe bei K e n n t n i s de r F r e q u e n z e n y o n G r u n d - u n d e r s t e r Obe r -

s c h w i n g u n g Elas t iz i t~ i t s - u n d S c h u b m o d u l u n m i t t e l b a r b e r e c h n e t w e r d e n k 6 n n e n , h n R a h m e n d ieses A u s z u g s k i h m e n n u r die ]~;ndformeln g e b r a c h t w e r d e n , n a c h d e n e n

die b i e r v e r 6 f f e n t l i c h t e n E l a s t i z i t / i t s - u n d S c h u b m o d u I - w e r t e b e s t i m m t wurden ' - ' .

F t i r alas V e r h / i l t n i s |." Es/G e r g i b t s i ch :

o,{~754 1' 1le(o,36o, F)/k- ' - - 3,025 �9 t: ~- o,8{J35 J

F

1)ie n u r y o n d e n E i g c n f r e q u e n z e n /o u n d /1 abh~ ing ige l ' u n k t i o n i7 i s t d a b e i d u r c h

F o,4{)1 () 4 (/i}//l) z

g e g e b e n . I}er E l a . s t i z i t g t s m o d u l / 2 ]fi.gt s ich u n m i t t e l b a r a u s

/'." 3 4 , 7 4 " 1o s . /~1 ' t9 (~ ~ 2,48 lzha/ l 'z) in k j ) /cm ~ F . h ~

b e r e c h n e n , w e n n m a n d ie S tab l~ tnge l in cm , {lie S t a b d i c k e h in cm , d ie 1 ) i ch te {j de s \ ,Verks tof les in g / c m a u n d d ie F r e -

q u e n z e n /0 u n d / t in x -1 mi B t . l}er l "o rn~fak to r s h a t n a c h U n t e r s u c h u n g e n v{m R..I". S.

H e a r m {}n L~ 958L fikr HMzst:{il)e m i t R e c h t e c k q u e r s c h n i t t

e t w a d e n \Ver t 1.o6 in i t e i ne r U n s i c h e r h e i t y o n ~:.z?{,. Mi t !s u n d x i s t i iber V a.uch de r Schul) i~lodul (; b e k a n n t .

l }ic G e n a u i g k e i t de s e n t w i c k e l t e n V e r f a h r e n s w u r d e m i t

\ V e r t e n gepr i i f t , d ie e x a k t a u s d e r L 6 s u n g d e r v o l l s t g n d i g e n D i i ~ e r e n t i a l g l e i c h u n g e r m i t t e l t w u r d e n . Die A l m ~ e i c h u n g e n

l agen in a l len Iggllen u n t e r o , 5 % .

F e h l e r a b s c h i i t z u n g

Die Megfehler se tzen sich z u s a n u n e n aus e inem durch (lie U n v o l l k o n l m e n h e i t der ve rwende ten McBgerfitc I}edingten sys temat is{ :hen Anteil und e inem zufa l l sbedingten , rcgelh}sen Antei l , d em im {;renzfall no rma lve r t e i l t en B e o b a c h t u n g s - fchler. Grundsf i tz l ich k a n n der EinfluB s y s t e m a t i s c h e r Fehlcr l}ei der A u s w e r t u n g korr igier t werden, diese wiir(le aber d a d u r c h in m a n c h e n F/illen verh~iltnism~igig kompl iz ie r t und Iangwicrig. Bci e iner gr613eren Anzah i yon Messungen ist eine umstfi .ndliche A u s w e r t u n g durchweg mi t eia~em Anst ieg des B e o b a c h t u n g s - fehlers vei 'bundml.

Fiir (lie I~leurteihmg eines MeBcrgebnisses ist der gr6Bte mSgli<he Fehler en t sche idend , in der nach fo lgenden Tabello s ind desha lb die Gesamt feh l e r a.ls S u m m e des s y s t e m a t i s c h e n und zufa l l sbed ing ten Ante i l s u n t e r Ber / i cks ich t igung aller Fehlerquel len zusammengefa t~ t .

Tabel le t . R e l a t i v e G e s a , n t f e h l e r d e r M e s s u n g e n in %

D u rchsch laga rbe i t Brucha.rbei t B r u c h k r a f t Bruchze i t Elast izi t /Pcsmodul S c h u b m o d u l

0, 7 10,1

7,5 5,3 1 , 6

6,1

l)ie schr ger ingen Fehler der D u r c h s c h l a g a r b e i t erh/ilt man , weil nu r ein kle iner Tell der zugef i ihr ten Energie , ni tmlich die Res tenergie nach dem Durchsch lag , zur Messung he rangczogen wird. Dadurch h'alt sich auch der al)solute Mel3fehler in engen Grenzen, im Verh~kltnis zu der wesent l ich h6heren zugef t ihr ten Energic ergibt sich d a n n ein /iuBerst n iedr iger re la t iver Fehler . Anderse i t s c rscheinen die Feh le rgrenzen der B ruchk ra f t mid der Brucha rbe i t ziemlich hoch. Dies is t e inmal da rau f zuri ickzufi ih- ten, dab es sich u m die Messung schncl l ver~tndcrlicher Gr6Ben handet t , also [ '~bertragungsfehler zu beriicksiclntigen sind, zum anderen s ind die Eichkrgtfte fiir {lie t<raftmel3dose auch nu t

E ine ufihere Besch re ibung des cn twicke l tcn Verfahrens u i rd in l(iirze in der Ze i t schr i f t Mate r i a lp r i i fung vcr(Sffentlicht.

au f ~ 1% genau anzugeben und ferner wurde der gr6Btm/Sgliche Fehh-r du tch L inea r i t g t s abwe ichungen der Kennl in ie der I ( raf t - meBdose ( ~ 3 % ) in die f e h l e r r e c h n u n g einbezogen. Bei e inem Vergleich yon Ergebn i s sen i nnc rha lb e iner Werkstoffgrul)tX~ t re ten diese Fchler jedoch nu r zu e inem kleinen Teil in Erschei- hung , weil bei den einzelnen Messungen die Kra f tmeBdose jeweils im selben Bereich ihrer Kennl in ie b e a n s p r u c h t wurde.

Die MOglichkeit der sehr g e n a u e n E i g e n f r e q u e n z m e s s u n g hgl t den Fehler bei B e s t i m m u n g des E las t i z i t / i t smoduls in engen Grenzen, der hghc re Fehler des S c h u b m o d u t s ha t seine Ursache zum groBen Teil in der t n s i che rhe i t des F o r m f a k t o r s s.

V e r s u c h e

l q i r d ie U n t e r s u c h u n g e n d e r v o r l i e g e n d e n A r b e i t

s t a n d e n drei H o l z w e r k s t o f f e z u r V e r f i i g u n g a:

I. V u r n i e r p I a t t e n a u s 1, 4 r a m d i c k e m B n c h e n f u r n i e r , t l s c h i c h t i g , b e i d s e i t i g rail: t ( u n s t s t o f f t i be rzogen , N e n n -

d i cke 15 r am. ~J,v o ,810 g / c m a ; Z~v = 0 , 4 6 % . z. F u r n i e r p l a t t e n , 3 s c h i c h t i g , I ) e c k s c h i c h t e n L i m b a ,

1,25 m m dick , M i t t e l s c h i c h t I l o m b a , "'.5 m m (lick. N e n n -

d i cke 5 r am. [)~v o,577 g / c m a ; ~ v - - l o , 3 5 % - 3. S p a n p l a t t e n , 3 s c h i c h t i g e F l a c h p r e g p l a t t e F P / Y 16

n a c h I H N 68761, N e n n d i c k e 1 6 m m . [~. o , 5 8 3 g / c m a ;

Vt 3, - - 1 1 , 4 2 ~ 1 6 3

Sofe rn d a s V e r s u c h s z i e l n i c h t e i ne b e s o n d e r e K l i m a t i - s i e r u n g e r f o r d e r l i c h m a c h t e , w u r d e n al le P r o b e n n a c h

mehr j t i . h r ige r I m g e r u n g in N o r m a l k l i m a 2o/65 D I N 5ool 4 gepr i i f t . Der 1 ) u r c h s c h l a g d e r P l a t t e n e r fo lg t e u n m i t t e l b a r

n a c h d e r E n t n a h l n e a u s d e m t ( l i m a r a u m . R o h d i c h t e O~v u n d F e u c h t i g k e i t Zqv i m n o r m k l i m a t i s i e r t e n Z u s t a n d w u r d e n fiir e t w a 5 ~ P r o b e n j e d e r W e r k s t o f l g r u p p e e r m i t t e l t .

Iriir d e n gr613ten Tei l d e r V e r s u c h e w u r d e n q u a d r a t i s c h e

I q a t t e n de r Se i ten l~ inge 25o m m h e r a n g e z o g e n (ira fol- g e n d e n m i t F o r m a t I b e z e i c h n e t ) , zu e ine r . \ b s c h f i t z u n g de s E i n f l u s s e s de r P l a t t e n g r 6 g e w u r d e n o c h d a s l : o r m a t

50o m m "< 500 m m ( F o r m a t I I ) v e r w e n d e t . Die A u f l a g e - b re i l e b e t r u g 25 r am. Bei de r P r i i f u n g e m g t : . s p a n n t e r

H a t t e n w u r d e n 8 S c h r a u b z w i n g e n a m Urn f a n g a n g e s e t z t , zu r V e r t e i h m g de r e i n g e l e i t e t e n Kr~.f te w u r d e n z w i s c h e n

P l a t t e n o b e r l t g c h e ul td S p i n d e l n d e r S c h r a u b z w i n g e n Vier -

k a n t - S t a h l s t i i c k e e i n g e s c h o b e n . P, ei B u c h e n - F u r i ] i e r p l a t t e n w u r d e a l s F a l l h 6 h e ~ m

gewi ih l t , L i m b a - F u r n i e r p l a t t e n w u r d e n m i t o ,8 m u n d S p a n p l a t t e n e b e n f a l l s m i t l m F a l l h 6 h e gep r t i f t , l ) i ese

\ V e r t e w u r d e n n u t bei B e s t i m m u n g de s E i n f l u s s e s d e r F a l l h 6 h e v e r g n d e r t . Mi t E i n s c h l u g de s K r a f t m e B k o p f e s

u n d e ine s A n t e i l s de s M e g k a b e l s b e t r u g e n die v e r w e n d e t e n

t ; a l l g e w i c h t e 23,92 k p ff ir B u c h e n - F u r n i e r p l a t t e n n n d 0,4 z kp fiir d ie V e r s u c h e m i t L i m b a - F u r n i e r - u n d S p a n - p l a t t e n . Iq i r j e d e V e r s u c h s s e r i e w a r e n t z P l a t t e n vor - g e s e h e n , in e i n i g e n F g l l e n w u r d e a l l e r d i n g s e ine P l a t t e

( A u s r e i g e r o d e r F e h l e r in d e r B e d i e n u n g de r P r i i f v o r r i c h -

t u n g ) bei de r A u s w e r t u n g n i c h t b e r t i c k s i c h t i g t .

F . i n f l u g d e s M e f l k o p f d u r c h m e s s e r s a u f d i e D n r c h s c h l a g a r b e i t

A u g e r de r b e r e i t s b e s c h r i e b e n e n K r a f t m e B d o s e , n i t

d 3 ~ m m 1 ) u r c h m e s s e r w u r d e n zwei w e i t e r e M e g k 6 p f e e i n g e s e t z t , d ie e i n e n A u B e n d u r c h m e s s e r y o n eo m m u n d

4 ~ m m e r h i e l t e n u n d m i t d e m s e l b e n I ( r a f t m e B e l e m e n t wie T y p 1 a u s g e s t a t t e t w a r e n . D i e s e V e r s u c h r e i h e d i e n t e a b e r

n u t zu r l J n t e r s u c h u n g de s E i n f l u s s e s de s M e B k o p f d u r c h -

m e s s e r s a u f (lie D u r c h s c h l a g a r b e i t , d ie y o n d e r m e c h a - n i s c h e n F a n g v o r r i c h t u n g a u f g e z e i c h n e t w u r d e . Z u r Pr i i -

a l-}as \ : e r suchsma te r i a l wurde in d a n k e n s w e r t e r \Veise yon den Virmen A. B u d d e n b e r g G m b H , Stidostholz G m b H Motz u. (;o u:nd den \ \ , ' e s tdeutschen Sperrholzwerken, \Viedenbri ick. zur \ , 'crffigung gestel l t ,

GI; It. ,qchnuidur. V('rhalt<,n \()n 11, lzw 'rkst Htt,n bci SttH31)cansl)ruchung I ' I t )LZ als Lr tltld W e r k s h ) f f

fung he r ; (ngezogen wur( len fret aul :gehtger te (in Tabe l l e - mJt , , [rei" beze ichne t ) und lfi+ngs des R a n d e s lest e in- g e s p a n n t e t~latten ( , , lest" in "l'ab. 2) des F~>rn~at.~ I.

Talmlh, 2. E i n f l u l 3 d e s M e [ ~ k ~ ) p f ( l u r c h t n o s s c r s attl ' d i e 1 ) u r c h s c h l a g a r b e t t

Dtll~tJls(?]l[;igav[icil ill J';pt:lll bet Mel./[<o[lf(ltlrl:hltlCt, spr Veil \ \ c r l , : s l o fl A r t d lT

+\ttfl;tgt: 2+)[ultt +~l ) Illlll -Iflllllll

lguIlqtrn. PI. frei 1446,1 19(it>.4 2+a) "~ 3 lest 1393,2 I gSS,') '2,S.; 3

l + i - F u r n . I'1. frt,i 178,3 191.1 2t,S,t> lest 1 (,2,11 , 183,<~ 243,8

Spanp la t t en fret 377,8 51~2.9 77<t,2 f{'st 34(I,2 I 48(), ~ 73<q.<)

tlet l ' h tchen- l , ' u rn ic r - und S p a n p l a t t e n e rg ib t die \ : e r - dop t )e l tmg des Mel,{l<tqffdurchmessers e ine e t w a um den [+'aktor - e r l l6h te D u r c h s c h l a g a r b e i t . Dies 1fil3t sic]t d a m i t erklf i ren, dnl3 (Icr ,~r613te TeAl d e r Durchsch laga r l / e i I ve t - b ra t lch* wir<l, um aus de r P l a t l e ein Zv l i nde r s t i i ck mi t dl-r Mantelll~ir d.~h (h P l a t t e n d i c k e ) h e r a u s z u t r e n n ( m . E ine Messung d e r \ : e r f o r m u n g d e r l ' l a t t e n o b e r l t S e h e uud de r lh-ttehl<raft e r ga ben , dal3 d ie d u r c h die Durch l ) i egung dur I ' l a t t e a u f g e m m m w u e A r b e i t his zum Z e i t t m n k t des l>,ruches n u t e t w a 15U,, de r ,<esamten l ) u r c h s c h l a g a r b e i t bu i rug , l 'e i (lcnt t-elativ groi3en Verh~-iltnis \ 'on D/a ~ o,o6 ((t Sc'itelll{illge (let" l q a t t e n ) ist also, die ( " l ) e r sch re i tung de r S~ herfesiigl~eil fiir den g3ruch de r P l a t t e mal3gel~en(l.

Ik, i I+int l)u-l :urnierphdtet+ d a g e g e n e r h 6 h t sich die I)twchsr hhtgarl}cit attf e twa d a s 1 ,5fache 1)el Ver{h}t}pehm g des MeLll<<}l}l{htrchmessers. :x~tlL/et-dem ze ig te s ich hier. d a b {lie d t t rch e l a s t i s che V e r f l ) r m u n g de r P la t t en in i t t e l l l / : i che au fgen+mm)ene Arbe i t unxef f ih r (lie g le iche ( ;(6Be wie die zum Igruch t ier l ' h l l t e (also I,is z n m l< ra f tnaax inmm) er- f<)rderliehu l 'nerRie hi~tte. Bi~ zl tm Brueh k a n n (]er \Verk- stt~fl+ ;(]s+> n ich l w e i t g e h e n d z e r s t 6 r t seth, so dal3 in d i e sem (:all (h/a ~ o,oz) (lit, ( ' b e r s c h r e i t u n g de r e r t r a g b a r e n l+ , iegcspannungen zum Bruch [i ihrt .

l ( in f luL~ iIr l ' ] a t t e n f ( ; r m a t s u n d d e r . \ u f l a g e r I~edi n g u n g e n

lfie \~m ein~'r s e n k l e c h t zm+ I H a t t e n m i t t e l e b e n e wir- k(mden Ix(st I' (I- inzel- . d e r KlSchenlas t ) h e r v o r g e r u f e n e n I )m-chl ) iegungen und .qi)annuiw.en h~ingen yon den R a n d - h e d i n g u t l g e n a l l als(, st /wohl w m den g e o m e t r i s c h e n .\l)- l l lesslln~ell ills a t lch \:o13 de r Ar t clef Auflaget+ung. ILs ist

"lnbollu ~. I ' ; inllul3 d e s P l a t t e n f o r m a t s u n d d c r . \ u f - l a g e r b c d i n g u n g e n

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2,27 4,43 I,b;7 3,91

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122.4

311:,, 7 2!)3,,S 3G(h(i 288,8

1 , 2 2 ,2~

~hq5 1,2I

desha l l ) sinnv()ll , orientiel-m~tdc V c r s u c h e in bc iden Nich lnn~en g c m e i n s a n l zu bc t r ach te r i .

111 Tabe l le 3 Silld (lie w e s e n t l i c h s t e n l{rgelmisse tliesor \ : e r s u c h s g r u p p e z u s a m l n e n g e f a B t . Neben de r g e s a m t e n I ) u r c h s e h l a g a i b e i t .-1~ w u r d e n (lie [~nc rg i eau fnahmc A B his zum P ; ruchpunk l , (tie B r u c h k r a f t PB und (lie I{ruehzei t I1~ ,~ente~,.'4etl. ] )or M e g k o p f d u r c h m e s s c r l>etrug 3 ~ ram. \Vcgen dcr ge r ingen S te i l igke i t tier d i i nnen IAml>a-lCurnierph~ttcn war lmi d iesen d a s F o r m a t 1[ zur l )u rchsch lag t ) r i i fung 1 s c h l e c h t gee igne t , da s ich d ie l ' l a t t e n his zur An lage an de r rd. 4 cm u n t e r de r P l a t t e be f ind l i chen l : a n g v o r r i c h t u n g d u r c h b o g e n und e r s t d a n n durchst~H3en w u r d e n , l ) iese E r g e l m i s s e w a r e n zu e the r B e u r t e i l u n g des (;r613enein- l]tlSS, es n ich t zu v e r w e n d e n .

In Tabe l l e 3 b e d e u t e n die u n t e r clef V e r s u c h s r e i h e a n g c g e b e n e n Zi t iern :

1: I ' l a t tenfor i -na t [, freie .-kuflagerung ; : P l a t t e n f o r m a t I I, frcie Auflagcl- tmg 3: l> la t t en f lwmat 1, fes te E i n s p a n n u n g al ler 4 Se i tcn 4: l ' l a t t e n l o r m a t 11, fes te E i n s p a n n u n g al ler 4 Se i t en

I)ie t i n t e r s ( h i ( d e z w i s c h e n l ) u r c h s c h l a g - und i),ruch - arl)eit b e w e g e n s ich in d e r s e l b e n C, r 6 g e n o r d n u n g , im Mit te l rtl. 1175 k p c n l bet B u c h e n - F u r n i e r l ) l a t t e n und 4 oz k p c m bei S f ) anp l a t t en , Dies wets( d a r a u f bin+ d a b Iler : \ rhe i t~- aufwand zur Z e r s t 6 r u n g (icr P l a t t c n yon den I )h t t t ena l> m e s s u n g e n n i ch t w e i t g e h e n d beeinltu/~t wird. l)ie hGhere l ' ;nergie 1)elm l )m-chseh lagen d o t gr613eren l ' l a t t e n ist aul einen g e s t e i g e r t e n E n e r g i e b e t r a g zur I )urchl ) iegul ig (let" l ']a t t enmi t t e l e i~ene zu r t i ckzuf i ih ren .

Igei I-h.tchei1-Furnier- und fcst e inge.~l)annten Span- pht l te l ] ze igen die Bruchkr~il ' te e inen , \ l l fa l l auf rd. 80% 1)elm ("bergan N ;till' d ie d o p p e l t e Sei tenl / inxe . w/ ihrcml si('h bet fret a u f g e l a g e r t e n S p a n p l a t t e n die Igl-uchkraft rail d e m l q a l t e n f ~ w m a t wen ig 5nde r t . l)ie P, ruchze i l vurl/iuli bet I{( lchei l - l"urnie i 'p la t len e twa p r o p ~ r t i o n a l (let .%'i tenlSnge, bet lest e i n g e s p a n n t e n S p a n p l a t t e n ]wwirk t eine Ver- dOl)pehmg der Sei tenl ' ange e ine Z u n a l l m e der l ' r u c h z e i t tun rd. ' - ' - /u, bet fret a u f g e l a g e r t e n S]~anpla t t en h i ngegen t r i l l de r Einflul3 des [ ' l a t t e n f f n m a t s n i ch t m e h r in Er- s c h e i n u n g . I)ie Erge l )n i sse nach Tabe l l e 3 zeigen. ( lab bet l+,uclmnIFlU-nierplatten z u n e h n l e n d e Pla t lengr6[{e den Einflul3 der . \u f lage i - l~edingungen z w a r al)schw/~{cht, jed!~ch n i c h t so we i tgehen( l a u f h e b t , wie dies bet St)anl)latlei1 t ler l:all is(. Zur Erkl /h-ung d ieses S a e h v e r h a l t s soil de r l{ruch- v(wgang l~urz in s e i n e m ze i t l i chen Ablau f b e t r a e h l e t we rden .

\'ore l q u t t e I m f i t t e l p t m k t a u s g e h e n d e n \Velie ( zcn t r a l e r

Stol3) in die l ) i l~e ren t i a lg le ic lmng 1).~ J'/e I gh o #f-'

fiir die zeitabh{i+ngige l ) u r c h b i e g u l i g z~' e iner [ qa / l e ('ill, s+~ flflgt fiir die Fort l) l]anzun,~<~eschwindi+4r c eimu- \Velle rail dc r \Vcl lenl t inge 2 in tier P l a t t e :

"~2 ~]Jz)s i '/I) c ' b z w . c ~ u ; ., { I ) (' ' ,e/, 1) [:/la/12(l - I, e) wird als P l a t t e n s t e i l i g k e i t b e z e i c h n e t . .I is( de r l+ap lace-Opera to r , E s te l l t den E l a s t i z i t f i t smodu l , g die I ) i ch te und v d ie Querkon t ra l r des P l a i t e n - m a t e r i a l s d a r ; h l>edeute t die i ) l a t t e n d i c k e u n d . , die Kre i s - f r e q u e n z de r d u t c h d e n Stol3 a n g e r e g t e n P l a t t e n s c h w i l l g u t i g .

l )as l~rofil de r im M i t t e l p u n k t a n g e r e g t e n Stol3welle k a n n m a n sich d u t c h F o u r i e r a n a l y s e in s i n u s f 6 r m i g e Ante i le ze r leg t denl<en. J e d e r An(ell e n t s p r i e h t e the r F.igen S('[lWillgUng tier I ) la t te und p l l anz t sich llach (il. (1) lllil ve r~ch i edene r ( ; e s c h w i n d i g k e i t for t , w o d u r c h die \Vel len-

2-I I~. l l l ' l t 2 I ( .I ii'[l~l[" I{)l~(i

i l. Schn( i d " . \ 'c rhal tcn ton lhf lzwerkst(f f iun bci St~H31)ecinspruchung 47

I i ' tnlt l au l end ih r F'roli l / i nde r t ; in( wesen t l i chcn w i r d dic \ \ - e l l en l~on tu r j e d o e h d u r c h die A m p l i t u d e (ler ( ; r l in( i -

s c h w i n g u n g gepr i ig t . F.rfolgt n u n be( e ine r s e h r k u r z e n B e a n s p r u c h u n g s z e i t

de r 13rueh (let P l a t t e b e v o r die de r G r u n d s c h w i g u n g en t - sp r ( - ehende A u s l e n k u n g d e n P l a t t e n r a n d e r r e i eh t , so 1,mira (lie A r t do t Al )s t i i tzup_g 1-1iir nt~ch in geri i lg{em MaB at l f den I{rttch\,'()l'gal3g z u r i i c k w i r k e n uild die ]{rtichgr(il3eil (Bruci~-

a rbe i t , B r u c h k r a f t u n d B r u c h z e i t ) s i n d w e i t g e h e m l u n - alHl/ ingig y o n d e n Ran( lbed i i~gui~gen . l ) iese wirkei( s ich

a l lel 'di i lgs ll()ch al.1 [ (lie G r u n d freq uen z del" I q:.tt I e tl nd d a h e r n a c h (;1. (~) a u f die k l s b r e i t u ~ g s g e s c h w i n d i g k e i t del-

z u g e h 6 r i g e n Stol3wellc aus . 1st j e d o c h a u c h I~ei allseitil4 fes te r E i n s p a m ~ u n g (lie I { r u c h z e i t k i i rzer <lls d ie I . au fze i t

dec Slol3welle his z u m l>la t tenrancl , s(i rout3 (lies l>ei j e d e r

[ T n t e r s t i i t z u n g de r Fall se th . l ) . Y o u n g [ i l ~ ) 5 o l 1 )e rechne te [iir les t e i n g e s p a n n t e q u a d r a t i s c h e l ' l a t t e n als (;i-i111(1

l:r{' ( l t i e r l z :

a

3 5 , ~ 9 1 / D - - [,/ eD ( 2 ) (UO ('eS* ~3

I)ie l . a u f z e i t ( le i-Stol3welle 1,is Ztllll [{all(l el'-

g( bt s ich d a r a u s zu :

i l isse at ieh auf ande, re l ; l l t e l ' s t i i t zu i l ge l l i i b e r t r a g e n wet-den. I"ernel er l . :ennt lllall, ([al] (lie b e n 6 t i g t e I ) u r e h s c h l a g e n e i - g i e

d u r c h e m e m 6 g ] i e h s t ,<roBe F a l l h 6 h e a u f g e b r a c h t w e r d e n sol l te . I)ie d a m i t \ e r b u n d e n e V e r k i i r z u n g de r B r u c h z e i t

f i ihr t zu e i n e m x ~ i r t s c h a f t l i c h e r c n l ' r i i [ l o r m a t In Igild S s i nd m>eh K r a f t - \ X - e g - l ) i a g r a m I n e v (m S p a n -

p ]a t ten des i ; o r m a l s 11 be( fFeier Au f l age runK l l l l ( l fester I{inspa illltl Jig d a i g e s t e l l t .

t s d e r l ; a l l h ~ H l e

I)ie U n t e r s u c h u l ( g w u r d e a n B t l c h e n f u r n i e r p l a t t e n ,

l . i m l ) a l ' u r n i e r p l a t t e n sowie an S p a n p l a t t e n de s F o r m a t s [ d u r e h g e f i i h r l . I)ie I>rol~elt w a r e n fret au {gelager t , (ler D u r c h -

i nes se r des Mef3kotffes b e t r u g 3 ~ r am. L.ber die m e c h a n i s c h e 1" ~ g v o r r i c ~ t u n g wur ( l en die T ) u c i s c ) l t g a - b o i t g e m e s s e n sowie t<rafi-X'Veg-I ) i a g r a m m e a t t f g e n ( m m a e n , a u s c lenen die

I l r n c h a r b e i t , B r u c h k r a f t u m l B r u c h z e i t zti e n t n e h m e n

~Val-el l .

'r,, 2Cores, 12 V - 1 ) (3)

Ist tie(- B r u c h in d iese r Ze i t e i n g e t r e t e n , so

k 6 n n e n s e lb s t im l :a l le f e s te r E i n s p a n n u n g (lie l { a n d b e d i n g u n g e n n i c h t m e h r a u f (lcn

B r u c h w ~ r g a n g z u r h c k w i r k e n . . \ u s de r l:(>r-

d e r u n g /B lru folgt a ls B e d i n g u n g s g l e i - c h u n g fiir d a s Pt-i iff ln-mat de r P l a t ) o n :

E

1 (12,l'll 2-> 2 [B /' - '2(( ps) ( 4 )

I)ie P o i s s o n s c h e I < ( m s t a n t e ~, mul.I k l e i ne r a l s o, 5

s e i n , \ v o m i t l /} / ( i ,e .:. ( , i 5 wird . S e t z t m a n d e n \ V e r t i , i 5 ein, so l iegt m a n m i t d e m l ~ l a t t e n f ( , r m a t a u f (let s i c h e r e n

Seite. I)a d e r F a k t o r c s 1,'17/9 die S c h a l l g e s c h w i n d i g k e i t in den l b e t r e f f e n d e n M e( l i um l ) edeu te t , kann fiir (H. (4)

g e s e h r i e b e n w e r d e n :

ae /h -:: 4c~ t/I (5)

Bci S p a n p l a t t e n w u r d e e in m i t t l e r e r l '. '-M(xhll v (m

Lisp 4 1 2 9 3 k p / c m e b e s t ( m i n t . Mi t Ox o , 5 8 3 g / c m a :- o, 5(143 �9 i o " k p s ~ / c m I fo l~ t daraus :flit (:lie S c h a l l g e s c h w i n d i g _

kei t : c s ] / E / o - - 2630 m / s . Be( e t he r m i t t l e r e n , y o n d e r Ar t der : \ u f ] a g e r t i n g una[)hgtngigei l B r u e h z e i t v (m 1,22 I'I1S fiir

S 1 ) a n p l a t t e n des F(J l l l la ts I I u n d e t he r l > l a t t end i cke w m

h = 1,6 cm folgt a u s (H. (5): a : : - 45 ,3 cm. l ) i eses l~.rgel)ms bestatigt d e n e x p e r i m e n t e l l e n l~e lund , d a b bei S p a n -

p l a t t e n de r Se i t en l f inge a = 500 m m die MeBgr613en un a l )hgng ig yon de r : \ u f l a g e r u n g wa ren .

Fiir B u c h e n - K u r n i e r p l a t t e n e r g a b s ich de r \Ver t

a, ~> 95,8 c m ; e rs t be( d i e se r Se i t en l f inge s i nd b ier a lso \,'on de r : \ u f l a g e r u n g un; t l )h ' / ingige M e g e r g e l m i s s e zu e r w a r t e n .

(H)wohl die a n g e g e b e n e B e z i e h u n g (5) n u r e ine N~ihe- r u n g d a r s t e l l t (es Wul-de e m e e b e n e Stol.lwelle a n g e n m n m e n ,

u u r be( K r e i s p l a t t e n e r r e i c h t die S to l3 f ron t den R a n d an j e d e r Ste l le zu r g l e i c h e n Zei t , Beschrf i l l l<ung al if d ie _ \mpl i -

t u d e de r ( ; r u n d s c h w m g u n g ) , g i b t sie d o c h b r a u c h l ) a r e H i n w e i s e f/ir ilie S c h l a g p r i i f u n g \ 'on P I a t t e n . \ \ i i h l t m a n

die Se i t en l / i nge n a c h d i e se r G l e i c h u n g , wol)ei a l l e r d i n g s (lie 13ruchzeit aus / ihnliche(~ \ :e rsuchen b e k a n n t sein mul3, >o Ir d ie be( fi-eier .\tiflaL{ei'tlll o Kew()ilnellell I~l-,~elJ -

l~ihl S. Kraft-\l\ 'Cg 1) iagramm cincr S p a n p l a t t c m i t 5(~t~mm Seitenlfinge, al fret aullicgen(1, t)) h 'st c ingcspann t . I lCeldwcitc cnts lwicht 0.)if (l~'l- ( ) rd ina te : 4~, kt).

Lttll7 dCI" \I>szissL': () q tll)l.

In Bil(l <~ is( (lit, . \bhCtnKigkei t de r l ) t -ch~ch!~gtr l~ei t

v~m de r l : a l l h6he a u f g e z e i c h n e t . 1)ie 13ezugs fa l lh6he H o ist

dk ' j ewe i l s g e r i n g s t e u n t e r s u c h t e F a l l h 6 h e ; be( B u e h e n - s x~aren d ies l e o cm, bei t . i m l ) a f m I n i e r p l a t t e n

7 e c r u u n d be( S p a n p l a t t e n S e e m . M i t - q ~ ; o s t u d (lie z u g e h 6 r i g e n l ) u r c h s c h l a g a r b e i t e n 1)ezeichnet . I) ie be (den V a r i a b l e n . r ( H / [ t o 1) . l e o I l I l d i ' (:qr l ) l O O

w u r d e n zu es i i b e r s i c h t l i c h e r e n l ) a r s t e l l u n g e inRef t ih r t , da h i e r m i t (lie E r g e b n i s s e ftir a l le d re i u n t e r s u c h t e n \a, 'erk-

st()fie in e m e m l ) i a g r a m m zu v e r a n s c h a u l i c h e n s ind . 1 )ie R e g r e s s i o n s g e r a d e d u t c h die M e B p u n k t e de s B i l d e s t)

g e n t i g t de r G l e i c h u n g : 3 ' : o ,843 q o , 3 7 5 x . I m Mi t t e l (st a l so be( e t he r Z u n a h m e de r F a l l h O h e u m lo~ m i t e i n e r

l s de r l ) u r c h s c h l a g a r b e i t u m 3 , 7 5 % zu r e c h n e n . l;.ine E r k l S . r u n g d ieses S a c h w M m l t : s b e s t e h t a la rm, d a b

l)ei h 6 h e r e r A u f t r e f f g e s c h w i n d i g k e i t d ie t r f ige M a s s e d e r P l a t t e n s t S x k e r ins ( ; e w i c h t fiillt u n d s e m i ) d e r F a l l k 6 r p e r

e ine h 6 h e r e \ " e r z 6 g e r u n g er f f ihr t .

zo

o &

io 20 30 ~ % bu re/ative Sfelyerung der Fallh~he ac= ( No jH-@ iO0

Iqild 9 . . \ lHl i ingigkci t dcr Dur( hsch laga rbc i t yon dcr l ;al lh6he.

~4 l{. Schneider. Verhaltcn \'on lh,lzwerkstoflen 1,ci StoBI)canspruchung H O L Z al$ R o h - u n d W e r k s t o f f

Aus diesem Grund ist auch ein Anst ieg der Bruchkr/ i f te zu verzeichnen. M i t d e r dimensionslosen Variablen ~ (PB/P~0 -- 1). loo lau te t die Gleichung fiir den Z u s a m m e n h a n g zwischen 13ruchkraft und Fal lh6he:

7~ = - - 0,779 -I- o,335.r.

Der mi t t lere Anst ieg yon 3,35~ auf l o % Fal lh6henver- gr6gerung en t sp r i ch t e twa der Zunahlne der lhlrchschla.g- a.rbeit.

Die Brucharbe i t dagegen erwies sich als yon der Fal lh6he fast unabh~ingig. Dies ist darauf zuriiclczufiihren, da[3 infolge des Anst iegs der Bruchkrg.fte der Bruch schon nach kiirzerer Beanspruchungsze i t e intr i t t . Das Verhal ten der Bruchzei t wird durch die Gleichung r -- ~,54q o,376 x beschrieben, wobei r - - (tB/lrs o - - l) loo.

Mit denl ger ingsten Aufwand kann eine Aussage tiber die StoBfest igkei t der P l a t t en durch Messung der Durch- scMagenergie e rha l ten werden. ]~hnlich der U m r e c h m m g der an Druckproben verschiedener Feucht igke i t gewon- nenen Ergebnisse auf eine Normfeucht igke i t von u : I2 ~ / o

liege sich an eine en t sp rechende Beziehung zur Elimi- nierung des Fal lh6heneinflusses denken. Nach der Ab- h/ingigkeit der Durchsch lagarbe i t w m d e r Fal lh6he kann n~therungsweise y o,375x gesetz t werden, woraus man erh/tlt :

.4a H �9 1oo

�9 4a loo 62, 5 4 0,375 H

Die Fal lh6he H ist dabei in cm einzusetzen. Nach den durchgef f ih r ten Versuchen ist die Formel fiir einen P'all- h6henbere ich yon 7 ~ bis 13o cm brauchbar .

E i n f l u B d e r H o l z f e u c h t i g k e i t

Die folgende Zusammens te l lung gibt einen ([:berl~licl~ tiber den Um fang der Versuche zur I ' e s t s t e lhmg des Ein- flusses yon Feucht igke i t und ' l 'emperatur . Die Buch- s t aben dieser Zusamnlens te l lung dienten als Kurzbezeich- hung der jeweiligen Versuchsserie.

H o l z f e u c h t i g k e i t o "['Clllper~l I l l r

~ N o r m - ~' f e m ' h t i g k e i t ~ 20 ~ 3(

51 .\ E I I.

2o B I," 1"7 M

I u (' G

- - 4 0 1 ) l - [ - -

A l s Versuchsmater ia l wurden Buchen- und Lira ba:l'u rnier- p l a t t en und Spanp la t t en des Fo rma t s I verwendet , l )er Megkopfdurchmesse r war 3 ~ mm.

])ie Feuchtigl<eit 7,t = o~ wurde durch 48stiindiges Darren der Proben bet lo 3 • I~ erzielt, l)ie P la t t en ha t t en nach dieser Zeit Gewich tskons tanz angenommen. Nach der E n t n a h m e aus dem Trockenschrank wurden die P roben in ihrer Gr613e genau angepaBte Beh~ilter gelegt und in wei teren 4 8 h auf die gewiinschte T e m p e r a t u r gebracht .

Die Versuchsser ien E bis H wurden mit in Noiunal- kl ima 2o/65 DIN 5ool 4 gelager ten P la t ten durchgefi ihr t . Die h6heren Feuch t igke i t en (u ~: 2OC~o und u ~ 3o%) wurden nicht , wie bet kleineren Proben iiblich, durch Kl imat i s ie rung bei en t sp rechende r Luf t feucht igke i t und T e m p e r a t u r erzielt. Die dazu erforderl iche Aufnahme yon Sorp t ions i so the rmen h/i t te ziemlich lange gedauert , aul3er- dem h i t t e sich die Gleichgewichtsfeucht igkei t bet den ver- hfiltnism/iBig grof3en P robenabmessungen erst nach zu

langer Zeit eingestell t . Aus diesen Gri inden wurde aus dem jeweiligen Gewicht G v der P l a t t en bet Normkl imat i s ie rung, aus der zugeh6rigen mi t t le ren Normfeuch t igke i t r162 und aus der gewimschten Endfeuch t igke i t u ein Sollgewicht G,L cler P la t t en ermit te l t . G , - - (u -t 1) GN/( .uv - - 1).

Die P la t t en wurden nun so lange im \Vasser gelagert (Buchen-Furn ie rp la t t en bis e twa 48h , Lunba -Fu rn i e r - p la t t en bis zu 6 h und Spanp la t t en rd. 1 h), bis das fiir jede P la t te e r rechnete Sollgewicht erre icht war. Zur Ver- hf i tung von Pilzbefall waren dem \Vasser e twa 4 Gewichts- prozent N a F zugesetzt . Kont ro l lversuche mit gleichart ig behandel ten , dann jedoch r i ickkl imat is ier ten P la t t en er- gaben keine s ignif ikanten Unte rsch iede gegentiber norm- Mimat is ier ten l)roben. Die Platt:en mi t dem Sollgewicht G u

wurden dalm in einen gut abged ich te ten , kubischen Be- h~tlter gelegt, dessen Innenwfinde mit 4. mm dicken ( ;ummi- p l a t t en ausgeschlagen waren. Die lichte Wei te des h m e n - raums betrug 250 m m • 250 ram, so dab sich die P la t t en p rak t i sch spiel fret einlegen liegen. Einen ftir Wasse rdampf undurchlgssigen Al)schlul3 bi ldete eine auf die Proben gelegte gleich grol3e . ' \ luminmmpla t te , deren Fugen zu den Gummiw/ inden mit Plasti l in abged ich te t waren. Auf diese \Veise wurde die einlnal e ingedrungene \Vassermenge in den l ' roben gehal ten und die Feucht igke i t konnte sich n u t innerhalb des \Verkstof~{es ausgleichen. Da die Schmal- seiten der P la t t en an den G u m m i w g n d e n anlagen, war das mi t eingeschlossene Lu f tvo lumen sehr gering, weshaIb auch der Feuch t igke i t sen tzug durch das sich zwischen \Verkstoff und Umgebungsa tmosph / i r e einstel lende \Vasser- dampf-Gle ichgewicht zu vernachlgssigen war. In diesen 13ehSltern wurden die P l a t t en e twa 4 Monate gelagert , eine fiir den \Vasserdampfausgle ich innerhalb des Materials ausre ichende Zeit.

Die Abh ing igke i t der Ergelmisse der Durchschlag- versuche yon der Holzfeucht igkei t er ist in den Bildern 1o bis 21 dargestel l t .

l )urchschlagarbei t , t~rucharbeit und Bruchzei t er- reichen bet Buchenfurnier - und Spanp la t t en einen H6chst- wer t fiir u ~ 20'~;~, w/ihrend dieselben Gr6fien bet I . imba fu rn ie rp la t t en im un te r such ten Feucht igke i t sbere ich noch zunehmen. Die Bruchkra f t zeigt im Falle der Buchenfur - nier- und Spanp la t t en bet it ~ Jo?, o ein Maximum, bet 1.iml)afurnierl~latten ist hingegen der HOchstavert in den Bereich h6herer Feucht igke i t (u ~, 2o%) verschoben. Der sehr steile Anstieg der Kurven kOnnte auf eine Fest igkei ts- minderung wfthrend des l )arrens zuriickzuftihren seth, die Charakter i s t ik des Verlaufs wird aber dadurch nicht beein flu g t.

l)ie gefundenen Ergebnisse legen es nahe, auf eine Er- Idgtrullg des Fes t igke i t sverha l t ens in Abh~ngigkei t yon der Fench t igke i t yon F. K o l h n a n n [1964] zurSckzu- greifen. Danach ist der EinfluB der ~"asse rdampfadsorp - t ion yon Holz durch eine gegenliiufige Wirkung gekenn- zeichnet. Die Wasse rau fnahme m a c h t das Zellgefiige geschmeidiger, sowohl das Lignin wie auch die celhflose- hal t igen Laniellen. Eine bei sehr geringer Feucht igke i t in den Makromolek{ilen der Cellulose w) rhandene Zugvor- s p an n u n g wird durch Chelnosorpt ion beseitigt . Durch die h6here Geschmeidigkei t k6nnen sich un te r Zugspannung s tehende Fasern bis zu einem gewissen Grad ausr ichten. Die dami t ve rbundene Querkon t rak t ion fiihrt zu einer Is der Koh~isionskr/~fte, und Spannungssp i t zen an inneren Kerben werden abgebaut , l)iese Effekte bewirken eine Steigerung der Festigkeit . Bet wei terer Feucht igkei t s - au fnahme wirkt die wachsende Quelhmg der Verfes t igung entgegen, die Kohfision wird verr inger t , die z u n e h m e n d e I~Tapillarkondensation begiinst igt Gleitvorg~inge. Die Bruch-

2~. l,~. H . l t 2 ~() I:,.I,ru;u-In0r, ]l. S~ hncith,r. Verhal tcn v()n l lolzwcrl<stuth.n bci ~tc)f3b('anst)rmhun ~ .

d e h n u n g s t e i g t ZWal- we i t e r an, sch l ieBl ich a b e r f ibe rwieg t de r Abfa l l de r F e s t i g k e i t d ic gr613ere I ) e h n b a r k e i t , u n d es k o m m t zu e i n e m A1)s inken des z u m l~ruch e r h ) r d e r l i c h e n l , . 'nergiea u f w a n d e s .

G r u n d s f i t z l i c h t r i f f t d iese l ) h y s i k a l i s c h e E r k l / i r u n g a u f al le drei u n t e r s u c h t c n \ Ve rksh f f f c zu, bci I . i m b a f u r n i e ~ - p l a t t e n i s t a l l e r s in~s dc r l ( r a f t a b f a l l m i t h i ]he re r F e u c h t i g -

ke i t n o c h n i c h t s e h r auSgc l ) r~g t u n d die a u f g e n u m m e n e

guchm~mio"#al/ee~-~ 1 Z~O0 kp~

/2O0 Z~OO ] kpcm

~=50~

Feuchf/gkeits~ehe/t

E n e r g i e s t e i ~ t d a h e r i n n e r h a l l ) des u n t e r s u c h t e n Veuchti ,~- k e i t s b e r e i c h s n o c h we l t e r an . l; . ine U r s a c h e fiir d i e se s Ver-

h a l t e n k S n n t e in d e r verhf i l tn i smt i [3 ig h o h e n F a s e r l f i n g e y o n I . imbah( f lz ( ~ ~ , 6 m m g e g e n i i b e r rd. o , S m m 1)el

B u c h e ) zu s u c h e n se in . l l ie l i ingeren l : a s e r n d i i r f t e n s ich in e i n e m w e i t e r e n Be re i ch i i l>erlappen, (lie B e r i i h r u n g s -

f l f ichen b e g i n n e n e r s t bei l s e i ne r gr613eren An zah l v ( m \ V a s s e r m o l e k i i l e n a u f e i n a n d e r zu g le i t en .

BuchenDz,nieppl~Nen k p //~c/l~n~urn/erpl~ll~ I

% SO 8 0 0 ~ % 30

3,5 m s

3,o

7 ~

~ g,5

2,0

I I I BuehenPurnierplaf/e~

~0 2.0 "/0 20 FeuchfigkeHs#ehzzHu, Feuchligke/fsgeha// z~ Feuch/(qke/fs'geha//zz

Bild I t )h i s 13. Abhlin~igkcit der I)urc'hschlagarl~cit, Igrucharbcit, l ] ruchkraf t und Bruchzei t v~m] I, '~.m'hti~keitsgehalt u und der T e m p e r a t u r fl. 1)ui l~m'hcnfurn ie rp la t t en .

I r

soo UmbaPurnierp/e//en/o kpcm

25O

20l

J

c~-lO

150

I 1000 ~0 20 ~ 30

Feucl~igkeitsgehaff

'00 i i

,cm Umb.Pu~,niePl~la ~

.o !y,

60

I 0 ~ . . % -,o

2O

(P LimbaDrnierpla#en

,~=50~ . - ~ .

__//o

o 1o 20 % 3o o ~o 2o % J FeuohHgke/i~#eha/i ~ Feuchiigke/is#eha /l u.

t~ 0 I I

m~ LimbaPupnierp/elten

Feucbtigkeifagehalr Hih:l 141)is 17..\ lfl~itngigkeit der Durchsclf lagarbei t , Brt icharbci t , I~ruchkraft und Bruchzei t \ 'nm l :uuch t igke i t sgcha l t u

und dcr T e m p e r a t u r ~ 1)ei l . imbafu rn i e rp l a t t en .

I ~panpl~lle n

1

I

~00 kp

35~

4C

I I Spanp/~Ifen

Feueh@kezT~ah~# ~ Feuch@keitsgeh~ll~

I

550 o 1 175 kpem Spanp/aNen f l ~ ! kpcm

/ o l . / / "~:

/ I I

?

35O O,75

,.oL _ I I o Io go ~ 3o r

Feuch@kdtsgaha/fz~

% so

' I

% 30 0,0~5 .7o 20 % 30

f euchh'gkeilsgeh~# Bih l I~ Iris 2I . \hh ih ]g igke i t der I )urchsch lagarbe i t . Br t c a r c t, B r n c h k r a f t und 1Rrmhzeit \~m] I :euchi igkui t ,~Rehal t u

und df 'r T~,nlj~c,r~Llur fl bei Sl)anl:)latten,

HOLZ als l,~oh- 7}(} H. Schneider, Verhalten \'()I1 Holz~crkstolfcn bci Stol3bcansprm-h mg und ~�90

E i n f l u { I der l'cmperatur

Die Versuche zur Ermitthmg des "l'emperatureintlusses licfun gekoppel t mit der lTntcrsuchung der Feucbt igkei ts - cinwirkung. Das Material und die Versuchsbedingungen sind daher dieselben, wie sie im vorangegangenen Abschn i t t beschrieben wurden.

I ;m die gewiinschten lh-i i f temperaturen yon 4 ~ , -- l o, * 2o und + 5 o C zu erreichen, wurden die Proben in den

erw~ihnten abgeschh~sSellen l/ehfiltern jeweils 4 8 h der en i sp rechenden T e m p e r a t u r ausgesetzt . Die Pr i i fung der l~latten erfolgte umni l t c lba r nach der lgmtnahme aus dem T c m p e r a t u r s c h r a n t { his zum l)ui 'chschlag vers t r ichen nicht mehr als e twa 25 Sekunden.

l)ie gemessenen Gl:613en zeigten in fast allen l,'fillen einen Anst ieg nail der Tempera tur , nm" an gedar r ten Bu- chen-Vurnier- ulld S imnpla i ten war keine Abh~ngigkei t der Bruchkraf t yon der T e m p e r a t u r fes tzus te l l en ] m Mitt.el en t sprach einer Tcmpera ture rh iAmng vrm ~o'~C ein , \ n -

, 1 -O Mmg der DurchschlaKarbeit yon ,/ ,, eine Zunahme der ]3rucharbeit yon 3,z"s eine geringfiigige Erh6hung dcr Igl-uchkraft yon ~,4",, und eine e twas deut l ichere Steige rutlg der Bruchzei t yon z,4'!,,.

Im allgemeinen bewirkt einc Tcmpera tu r e rh6hun g einu l"es t igkei t smmderung des \Verkstofls, da die }(ohi~simas- krliftc infolge zunehmender thermischer Bewegung der Molekiile a lmehmen. : \ l lerdings mtl[3 bei einer molekular- physikal ischen I~etrachtlmg der hohe Polymerisa t ionsgrad dcr Cellulose bcriicksichtigl werdcn, wodurch nicht mchr einzelne Molektile, sondern ran- mehr Ket tengl ieder .,,*e,,en-.. e inamler schwingen. ,\ul3erdem lr bei einer grof3en . \n- zahl relati\" fester N e w wale ~zbimhmgcn die gegenseit igc l~iudung dcr .Makrom~flekiile .~ s ta rk werden, dal3 dcr Exmrgieaufwand zu ihrcr ' l r e n n u n g die Gr613enordnung der : \ rbei t zur Sprcngtm~ dur H a u p t v a l e n z k e t t e n crreicht I)er [estiglCeitssenkendc ' l 'emperatureinflul3 Mmm~t ersl dann deut l ich zum .\u~druck, "r sich der laochpoly,nere St~fl unter {:berspringen der fl(issigen Phase zu zersetzen buginnt. 1 c. K t d / m a n n [10641 weist auch da.rauf hm, dal3 tier Abnahme (let I<ohfision t in Abl)au dcr 6rt l ichen Span- i~ungspitzen gegei~tiberMeht, weil sich die Sp~.nnungen /ibv, r den Que l schn i l t du tch dic e ih6h te Beweg/ichkeit tler l:cinl)auMeinc des t tolzcs Zllll) "lei[ ausgleici/en. In wclcher Richt tmg sich vine bes t immte mechanische Eigen- schat t cinea Stol:~es mit der T e m p e r a t u r tandert, h~ingt wm dur relat ivcn \Virks:m)keil beidcr Effekte ab.

l)ie Ergelmisse dieser Arbeit verweisen darauf, dal3 bei den un tc r such ten \Verkstoffen dec EinttuB der Tem- pcra tu r zu emem :\lgl);-itt 6rt l icher Spannungssp i t zen fiihi:t. Vermut l ich treten bei Holzwerkstof ten auch nach dem bci e rh6h te r T c m p e r a t u r dt lrchg0fi ihrten Ver le imungsvor- gang l{igenspalmungen auf, die d u t c h f e m p e r a t u r e , h / i h u n g zum Toil abgehau t wcrdcn ki$nnen, l ) a lmt wiirde sich dot lcichte I ( ra f tans t ieg rail der "i 'emperatur erkl'/iren. In ers ter I.inie al)er ist die h6here Bruchdehnung fiir (lie Ste igerung der Ih -c >c flag- und t3rucharbei t ve ran twor t - lich.

( ;egeniiber den .:knderungen der mechanischen Eigen- schaf ten du tch wechselnde t Io lzfeucht igkei t ist der I'2in- flu{3 der T e m p e r a t u r ziemlich gering. Er ist eben[alls aus den 13ildern ~o his z~ ersichtlich.

B e s t i m m u n g y o n F. l a s t i z i l i i t s - und S c h u b m o d u l

Zm- g igen f r equenzmessung wurden yon gepri i l ten Buchenturnier- mid Spanp la t t en aus der unbeschfidigten Randzone 2o mm In-cite und 220 mm lange Prubestf ibe cntnon~mcn. [~ei lguchcnfurnierpla t ten wurden die F, tiil)c

parallel umI senkrech{ zur [ ,aserr ichtung der [)eckschicht herausgeschni t ten . Um die , \nrcgungsenergie des elektro- magnet i schen ~,Vechselfeldes auf die [ ' roben i~bertragen zu k6nnen, wurden an den S tabenden auf die Obersei te o,o 5 mm dicke Pl{ittchen aus Mu-MctaI1 ( 'Fransformatorcn- blech} geklebt. Die (k twich tszunahme lag bei o,3 p, diese Zusa tzmasse kann vernachlfissigt werden. : \n jeder Probe wurden die Frequenzen der l~.iegegrundschwmgurig (/u) und der ers ten O~ersc~w n g t n g (./i) gemessen, bci h6heren ( )berschwingungen t ra t das : \mpl i tudenmaximtm~ bei dcr Res(manzfrequenz n icht mehr deutl ich m Erscheinung. so (lab diese Frequenzen wegen der gr613ercn l:,'ehlernl6glich- keit n icht mehr aufgezeichnet wurden.

I)ie Abh~hlgigkeit des allerdings meist s tnt isch ge- messenen E las t i z i tMsmodn l s yon der f,'euctatigkeit wurdc schon vielfach unte rsucht . Eine ausfiihrliche Ztlsalrliilci1- tassung gesicherter Mel3ergebnisse Won T. I.L C. \ \ ' i l s ~ n , J. I ' o u l i g n i e r . \V. l ( i i c h . B. T h u n e l l ) bringt F. K o l l -

m a n n i1951,.

I)ic bei 1)urchfiihrung dicser Arbci t gcfundenen Krgcb- nisse sind in den Bildern 22 his "7 dargestel l t . Dcr Verlauf des Elastizi t~itsmoduls deckt sich wei tgehend mit den Kurven in den erwiihnten \~er6flenti ichungen. Mit stei- gender Feucht igke i t wirkt sich die zunchmende Plasiizi t t i t des HMzes in einer \ rer r ingerung des Elast iz i t f i tsnmduls aus. Zwischen z ~ lO~ tllld I.I. ~ : 2 0 % ist im Verlauf 1'2 /(u) ein VCendepunkt e rkennbar , der attch bei den Messungen von 1". 1{. ('. W i l s o n und J, l ' o u l i g n i e r nuf- l r i t t . Zwischcn o und l o " . l"cuchiiglr ist (lie Abnahmc des l~;lastizit/:itsmoduls ge-illg, bei sehr tiefen Tempcra tu - ten (~3 -- - 4 ~ (') war in zwci l:iil}en (E,, bci .%t{iben aus l~uchenfurnierpla t ten i.llld 1[ I~ei ,<,tftlwn aus Spanphl l ten) sogar ein loichter _\nstieg festzustcllcn.

l:iir s te igende "['ellllJcr;*.ttll-Oll wull-de cme Ill{Hlr Almahme des EIa.stizitfilsm~duls beolmcht, . t . \Vic im \ '~M]crgehenden Abschn i t t crwfihnt, crgab einc Tempe ~ tur- crh61t n,< anderse i ts ciilt!, \velll] a0r geringe, Ztlllahme der Bruchkraf l . l)ie Eigenfvequenzmessung erfolgte jedoch bei sehr kleinen Ampl i tuden, somit auch sehr niedrige:r l Iehnung, der (lie wesentl ich gr613ere Bruchdehnung gegen- t ibersteht . Emc h611ere (h-dntlllg der Ket tenmoleld i le der Cellulose schcint sich demnach erst einzustellen, wenn der \V~irme mwegt ng ein gcwiss~ r , .Reckvorgang" iil)er- lagerl wird.

Vk'i h(~heren l"euchtigkei ten ist der "l'cmpcratm-einthfl3 st~irker ausgepr~igt. [lies ist wegen tier ()uellung des Holzcs und der dadurch aufgelockcrtcn S t ruk tu r auch zu er-- warten.

Vergleichbare /_intelsuchungcn iibcr (lie dynamischc Messung des Sc lmbmoduls waren bei Niederschrif t der Arbeit n icht bckannt . .2khnl ich tier Abhfingigkeit der Zug festigkeil yon der / ;euchiigkeii zeigen m~cl'~ die gemessvnen %chubmodulwerte ein Ma• bei u m lo",,. I)ieser H6chs twer t t r i t t bei allen in (lie Un te r suchung einbezo- genen Tempera tu ren auf uud ist so dep.tiich ausgepr~tgt, dab er n ich t auf eine miiglicherweise e inget re tene geringe Schgxligung der Proben l)eim L)arren zm-fickgefiihrt werden kann. Eine Erklfi.rung bietet sich darin, da[3 im P, ereich der Chem{}s{~rpti{m zwischen benachbar ten Mole- k/ilen oder Molekii lverb/inden (Micelle) durch :\bs{ttti ,,un,, freier Hvdroxv lg ruppen eine H - - O - - H - B r i i c k e n - bi ldung en ts teh t , wodurch die gegenseit ige Verschieb- barkei t der Micelle verr inger t w i r d Dami t wgre eine Er- h6hung des Schubmoduls verbunde:n. Bei gleicher Bean- sp ruchung benach lmr te r Micelle in R ich tmlg ihrer 1,5.ngs- achse und den sehr kleinen l / ehmmgen spielen d iese f )uer -

21 .Ig. Hc)t 2 t l . Schneider , Verhaltei~ x,m t lo lzwerks tof len bci Stol.ll)ca[~spruchung 7) 1 I ~ , b r u a r 1 9 6 6

#0 "zZO00 r 7000 ~

kp/cma ] a/cmal , I I kp/cmal ~=-vu y

_ , _ . , . < , . , , <

,,0 . . . . . . . - - . 0 0 0 0

'~ ,0 ' - ,o,0 ,0 " = 0 / # ,,o,0 Yeuchtigke/tsgeha# tt &c'ch/iykeitsgeha# z~ Yeuch@keitsgehal? ~ Feu&figkeifsgehalt zz

l~il(I22.1ris2-;. Abh/ ingigkci t des an Stiiben aus B uchen fu rn i c rp l a t t en c rmi t t e l t en d v n a m i s c h e n Iclastizit~its - u n d S c h u b m o d u l s yore Feuch t igke i l sgeha l t ~.t und der T c m p e r a t u r #. I] Fa se r r i ch tung dcr I )eckschicht vcrlfiuft parallel zur S tabachsc .

I Faserrichtut~g der Decksch ich t verlfiuft senkreclnt zm- F, tal)achse.

o .eoal ~=-,0 c I

I, p /c~ . l~-Tg--_~0 -~ & ~ n p / a # e .

o0 - - - - ~ - - - \ r-

T'< 2C - - - -

70 20 % 30 Feuchfiykeffsgehal! ~z

2 500

paap/ar~e#

150 �9

Feuch@keitsqeha#zt

I~ild 2~, u. 27. Abh/ingiglr des an Stiiben a u s S p a n p l a t t c n c r -

mit tv l tcn d v n a m i s c h e n Elastizit~its- und S t h u b m o d u l s vom Fcucht igkc i t sgeha l{ ~ und der T c m p v r a t u r O.

v e r b i n d u l a g e n c ine u n l e r g e o r d n e t c I(~HIc; sic beeiLnllussen d e n V e r l a u f d e s l ' ; l a s t i z i t~ i t smodu l s n i c h t e n t s c h e i d e n d .

Z u s a m m e n M i n g e g e m e s s e n e r G r 6 B e n

l)ie }[esStlllg (ler E n e r g i e a u f n a h m e Iris z u m 13ruth , d e r B r u c h k r a f t u n d d e r B r u c h z e i t ist m i t e i n e m e r h e b l i c h

gr6t3eren e x p e r i m e n t e l l e n A u f w a n d ve r l >unden als die F ~ e s t i m m u n g d e r [ ) u r c h s c h l a g a r b e i t . l )esha l l ) w u r d e de r

s t ( ) c h a s t i s c h e Z u s a m m e i ~ h a n g d iese r (;r613en u n t e r s u c h t . \ V e g e n de s gr()Ben M a t e r i a l b e d a r f s I)ei t ier l ' r i i f u n g y o n P l a t t e n i s l e s allot1 \'()I1 B e d e u t u n g , ()t) a u s d e m E!as t i z i - t i l t s o d e r S c h u l m a o d u l e i ne s \ V e r k -

st(f ifes R i i ck sch l i i s s e a u f (lie Stol3- f e s t i g k e i t de r I>lal ten g e z o g e n w e t -

d e n k 6 n n e n . Z u r l ~ e u r t e i l u n g d e r s t o c h a s t i s c h e n Y, Mli i l lg igkei t wi l t -

d e n fiir B u c h e n f u r n i e r - u n d S p a n -

p l a l t e n (:lie I ( o r r e h l t i o n s k o e f f i z i e n - t e n

(-:'~ -.,')(>', 2) ' ~ v ( , , . : _ . , . ) ~ v (>,~ _ > ; )q , /~

z w i s c h e n den MeBgr6Ben I )u r ch - s c h l a g a r b e i t , B r u c h a r l m i t , B r u c h -

k r a f t s( )wie E l a s t i z i t i l t s - m M S c h u [)-

m()duI 1)erechnct . T a b e l l c 4 b r i n g t e ine Z u.'a nl nlezl.'l e]111~%, s s ,* diesel-

\Ver te .

l ) ie K ( w r e l a t i ( m s k o c f l i z i e n t e n z w i s c h e n a m s e l b e n P u n k t

g c m e s s e n e n (~IT{)[JCFI (-qG, -4B r ind PB) l iegen z i eml i ch h()ch, lll[tIl k 6 n n t e s ich d a h e r a t t f d ie .Messung x,t)n c i n e m d ie se r

\ V c r t c bcschrSI l l ; cn , l i n c r w a r t c t go r ing ist d ie g e g e n s e i t i g e

. \ l )h i ing igke i t yon e l a s t i s c h e n KOllSt~tTltCll (/'.', (;) u n d d e n M e B w e r t e n d e r S c h l a g p r i i f u n g . Bet B e u r t e i h m g dieber K~)ef l iz icnten isl jcd()ch zu b e a c h t c n , (lab d ie l ~ c s t i m m u n g

y o n Elas t i z i t~ i t s - u n d S c h u [ ) m o d u l iil)er e ine F r e q u e n z - llleSStlllg bet s e h r k l e inen . smapl i tudcn crfiJlgtc, a l so i1[11

die N e i g u n g de r l ( r a f t - l ) e h n u n g s - K u r v e m u n m i t t e l b a r e r

Nilhe des N u l l p u n k t e s crfaf3t wird. Die v i c l cn l ' ; inze lbr i i che wfih) 'end des l ) t r c h s c h l a g s f i ih ren zu e i n e m t ~ s t e t i g cn l < r a f l x e r l a u f , w()r~u~s m a n s ich e rk l i l ren k a n n , d a b d e r

K u r v e n h 6 c h s t w e r t (1~ s()wie ( l ie i i l ) e r s t r i chene Fl i lche

(A1~, d a m i t atnch -In) n i c h t m e h v ( lurch (lie A n f a n g s -

s t e i g u n g ("" E) b e s t i m m t w e r d e n .

Zusammenfassung

Zur E r m i t t h m g de r f"fihigkeit zu r l ~ n e r g i e a u f n a h m e

bet s t o B a r t i g e r l ~ e a n s p r u c h n n g w i n ' d e n a n B u c h e n f m - - nier- , l . iml)at 'm-nier- mad S p a n l ) l a t i e n 1 ) u r c h s c h l a g -

v e r s u c h e u n t e r n o m m e n , l)ie I ) r i i fung d e r l ) l a t t en e r fo lg t c ;I.uf e i n e m F a l l w e r k mit: p a r a l l e l e r ] ; i i h r u n g d e s l:alll)fi.ren,

d e r d e n StoB in d e r l ) l a t t e n m i t t e e in l e i t e t e . N a c h d e m vol l - s t~ tndigen D u r c h s c h l a g d e r P l a t t e n wur ( l c d a s F a l l g e w i c h l

y o n e ine r S c h w i n g e a l ) g e f a n g e n , die y o n c m e r l ) r u c k f e d e r u n t e r s t t i t z t war . l ) ie Z u s a m m e n p r e s s u n g de r t ; ede r d i e n t e

als MaB fiir (:lie R e s t e n e r g i e de s Vallkih-l)ers r m c h d e m

"l'al)elh'4. K o r r e l a t i o n s k ( ) e l f i z i c n t c r l z w i s c h c n d e n g e m e s s ( ' n c n Gr6L'~en. [)i t ' ( ) h c r v n \ V e r t e g ( ' l t c n fiir 1 3 u c h e n f u r n i e r p l a t t c n , d i e u n t ( ! r c n f i i r S p a n -

pl a t t e n.

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~')2 H. Schneider , Vcrha l ten v(,n I [olzwerllstoffen bei Stol3beanstn-uchung HOLZ als l,~oh. und Werksto fl

I ) u r c h s c h l a g . : \ l s l ) i f fe renz w m z u g e f i i h r t e r E n e r g i e nlld

R e s t e n e r g i e e r g a b s ich die g e s a m t e v~m d e r P l a t t e au f - g e n o m m e n e 1 ) u r c h s c h h t g a r b e i t .

In den K o p f de s l " a l l gewi ch t s 1,v~lr ein l ( ra f t m e l 3 e l e m e n t m i t D e h n u n g s m e l . { s t r e i f e n e i n g e b a u t , f e rne r k o n n t e i iber e ine l i c h t e l e k t r i s c h e \ e o r r i c h t u n g die S t e l h m g des Fa l l -

k e r p e r s f e s t g e h a l t e n w e r d e n . D iese e l e k t r o n i s c h e Aus - r t i s t u n g g e s t a t t e t e die p h o t o g r a p h i s c h e . \ u f n a h m e y o n K r a f t - \ V e g - I ~ i a g r a n m a e n , die h is z u m P u n k t d e r h a c h s t e n

K r a f t p l a n i m e t r i e r t w u r d e n u n d a u f d i e se \Veise d ie his z n m B r u c h ( K r a f t m a x i m u m ) e r f o r d e r l i c h e E n e r g i e s~wie

die B r u c h k r a f t l i e fe r ten . D u r c h E i n b l e n d e n e i ne r Zei t - m a r k e wa r a u c h die 13ruchzei t b e k a n n t .

M i t d e r I~eschliel~enen V o r r i c h t u n g w u r d e n (lie _\b-

h~mgigke i t t ier l ) u r chsc l a l ag - u n d B r u c h e n e r g i e smvie de r l ~ r u c h k r a f t u n d de r B r u c h z e i t yo re l ' l a t t e n f o r m a t u n d d e n , \ u f l a g e r b e d i n g u n g e n , y o n de r F a l l h e h e , yore l r e u c h -

t i g k e i t s g e h a l t u n d yon d e r T e m p e r a t u r u n t e r s u c h t . Als w e i t e r e w i c h t i g e \ V e r k s t o t t e i g e n s c h a f t e n w u r d e n

d e r E l a s t i z i t f i t s - u n d S c h u b m o d u l t iber d ie M e s s u n g de r l s bei B i e g e s c h w i n g u n g e n p r i s m a t i s c h e r

l ' r o b e n b e s t i m m t . [ )azu d i e n t e e in ne l les B e r e c h n u n g s - v e r f a h r e n , d a s e x p l i z i t e F ~ n n e l n fiir d ie be i den e l a s t i s c h e n K c m s t a n t e n l icfer te .

. \bscta l ie l3end w u r d e de r Z u s a m m e n h a n g z w i s c h e n I h m : h s c h l a g a r b e i t , I g r u c h a r b e i t u n d l { r u c h k r a f t e ine r -

so i l s sowie d e m E las t i z i t f i t s - l ind S c h u b m o d u l a n d e r s e i t s

e i n c r s t a t i s t i s c h e n I ' r i i f u n g u n t e r z o g e n , l ) a r a u s kon l a t en I 'o lgende 1 ; e s t s t e l h m g e n g e t r o f f e n w e r d e n :

~. Die bei den I l u r c h s e h l a g v e r s u c h e n g e m e s s e n e n ( ; r e -

13en d e r l l u r c h s c h l a g a r b e i t .4~;, de r l ~ r u c h a r b e i t .4 B u n d

de r 13ruchl~rafl 1 ~ h f i ngen s~ e n g z u s a m m e n , daI3 (lie , . S t o g f e s t i g k e i t " de r l ' ] a t t e d u t c h e ine d iese r Grel3en a u s g e d r t i c k t ~ e r d e n \ a n n .

2. Z u r l l e u r t e i h m g des V e r h a l t e n s e i n e r t ' l a t t e u n t e r

S t o l 3 1 ) e a n s p r u c h u n g s i n d d ie e l a s t i s c h e n l ( o n s t a n t e n 1" u n d G des Wer l<s tof fes n i c h t g e e i g n e t .

S u m m a r y

lmpac l tests "~,,ere made o~. ?'elleer b~a~'lls f rom beech arld liml)a a.nd ,m particleboard /or determinin<, the capacity o~ em'r.~v uptake ~tnder in@act stress. 7"he tests were earried oltl e~n a drop-lest in. , -machine with parallel s ~/ the' hammer, introd~tein A, the impact i.n the centre o / the board. .t.[ler complete penetrat ion o/ the board, the hammer '~oas sus tained by a le~,er, supported by a pressure spring. The ce,mpressior~ (7/ the sprb~ A, served as measure /or the residual em'r,g 3' o~ the" hammer alter the in@act. .-ts tilt/erenee ,,/ i~m'oduced e~er.r and residual enerz,_v, the total impact w,~rh abs~'bed bv the t)oard zg'as /e}ltl.ld. Al l IIL~.lrltHtelgl .loY /oree meas,treme~.,l with strain-gauges was installed inle~ the head o~ the h a ~ m e r ; moreover, hi; means o~ a photoeleclrie device the flositio~z o / the ha~*,m~.er (o'Hld De noticed. This elect.ron- ie equipn~ent allowed t~, take photo craphs of /oree-displace- menl dia, ,rammes, ~,,hich u~li l the point o~ max i .mum /orce zg,ere planimetered, l'n this z~'ay, /he e'~er.z'y required tt.~lil

/ai lure as well as the /ai/.ure l,Jad ~ere im/icated. Y'hrou,4h

intr~ductir~n o~ a t ime scale, the li'me o/ /ail.ure was equalh,

With the de~,ice described, the dependency o~ impact and ~allure e'nerq~v as well as /aihtre load and /ai lure tinge on the board size and o.n the eondikions ~] support , o~ lhe drop he.iA, ht, o~ the ~oist.ure content a~zd on the te'mperalztre were in.vesti~ated. As /ur tker impor tan t malerial properties, the modul i o/ elasticity and shear were determined by meas- uri~,, the characteristic /vequ.encies with bendirtr ~gl)rati,m.~ o/ p r i smat i c samples. This was done by a new .method o/ calculation, giving, explicit /ormulae /,~r Imth elastic con- slants.

ConcludinA,, Ihe relalinnsh'ip between i~@acl work, /aih.tre work and /al lure load on the one ha~d as z~ell as mochtli o/ elaslicily and shear on the other was su.bmilted to a statist- ieal test. T h i s led to the /ollowi.ug state~nents: l . The /act ,rs o~ impact worh A a, r)/ ~allure work A u, and o/ ~allure load P u measured in the impact tests are irtterrelated so eb,- sely that the i'mpact strength o~ the boa~'d ea,n be expressed by one o/ these /actors. 2. For e'~,aluali~,~ the twhaviour a~ a board under impact load, the elastic consta.nts E a'mt G o~ the mater ial are not suitable.

S e h r i f t t u m

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