Взаимосвязь между параметрами волокон и механическими свойствами древесных пород. C. 190–200

УДК

674

DOI:

10.37482/0536-1036-2026-1-190-200

Аннотация

Рассматриваются различия в механических свойствах и параметрах волокон, а также плотности древесины 7 пород, широко используемых в мебельной промышленности Шри-Ланки. К ключевым измеряемым параметрам в соответствии со стандартом BS 373:1957 относятся плотность древесины, прочность при сжатии (как параллельно, так и перпендикулярно волокнам) и при статическом изгибе. Механические испытания проводились с применением универсальной испытательной машины (UTM-100PC), а параметры волокон анализировались посредством модифицированного метода Франклина. Результаты демонстрируют отсутствие существенной корреляции между параметрами волокна (длина волокна, диаметр и толщина стенки) и механическими свойствами, такими как прочность на сжатие и изгиб, включая модуль разрыва и модуль упругости. Однако с увеличением плотности древесины параметры волокна демонстрируют тенденцию к ухудшению. Примечательно, что породы древесины с более высокой плотностью и повышенным коэффициентом Рункеля имеют большую прочность, что свидетельствует о влиянии соотношения толщины стенки волокна и просвета между волокнами на механические свойства. Полученные данные указывают на превалирующую роль при определении прочности волокон плотности древесины и структурных соотношений волокон по сравнению с размерами отдельных волокон. Исследование способствует пониманию физических и механических свойств местных пород древесины и оптимизации отбора и обработки древесины в процессе мебельного производства в Шри-Ланке.

Сведения об авторах

Ч. Мутхумала¹, д-р наук; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9358-7717
И. Арунакумара², проф.; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7081-0215
C. Де Силва³, д-р наук, проф.; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0804-5097
А. Алвис⁴, проф.; ORCID: https://orcid.org/0009-0000-8888-4952
Ф. Марикар^5*, директор; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4579-7263

¹Государственная лесная корпорация, Сампатпайя, Раджамалуэтта-роуд, г. Баттарамулла, Шри-Ланка, 10120; ck_muthumala@yahoo.com
²Университет Рухуны, г. Камбурупития, Шри-Ланка, 1100; kkiuaruna@crop.ruh.ac.lk
³Университет Рухуны, Хапагала, Ваквелла-роуд, г. Галле, Шри-Ланка, 80000; sudhira@cee.ruh.ac.lk
⁴Университет Рухуны, Матара-Камбурупития-роуд, дер. Мапалана, Шри-Ланка, 81100; aalwis@ageng.ruh.ac.lk
⁵Университет обороны им. генерела сэра Джона Котелавалы, Кандавала-роуд, Рамтмалана, Шри-Ланка, 10390; faiz@kdu.ac.lk

Ключевые слова

плотность, характеристики волокна, механическое испытание, древесина

Для цитирования

Muthumala C., Arunakumara I., De Silva S., Alwis A., Marikar F. The Relationships between Fiber Parameters and Mechanical Properties of Timber Species // Изв. вузов. Лесн. журн. 2026. № 1. С. 190–200. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-1-190-200

Литература

1. Baar J., Tippner J., Rademacher P. Prediction of Mechanical Properties – Modulus of Rupture and Modulus of Elasticity – of Five Tropical Species by Nondestructive Methods. Maderas. Ciencia y Tecnología, 2015, vol. 17, no. 2, pp. 239–252. https://doi.org/10.4067/S0718-221X2015005000023
2. Bardage S.L. Three-Dimensional Modeling and Visualization of Whole Norway Spruce Latewood Tracheids. Wood and Fiber Science, 2001, vol. 33, no. 4, pp. 627–638.
3. Brandström J., Bardage S.L., Daniel G., Nilsson T. The Structural Organization of the S1 Cell Wall Layer of Norway Spruce Tracheids. IAWA Journal, 2003, vol. 24, no. 1, pp. 27–40. https://doi.org/10.1163/22941932-90000318
4. British Standard 373: 1957. Methods of Testing Small Clear Specimens of Timber. London, British Standards Institution, 1957. 24 p.
5. Castro G., Paganini F. Parameters Affecting End Finger Joint Performance in Poplar Wood. International Conference of IUFRO S 5.02 Timber Engineering. Denmark, Copenhagen, 1997. 10 p.
6. De Guth E.B. Relationship between Wood Density and Tree Diameter in Pinus selliottii of Missionnes, Argentina. International Union of Forest Research Organizations. Oxford, 1980, Division 3, pp. 30–40.
7. Franklin G.L. Preparations of Thin Sections of Synthetic Resins and Wood-Resin Composites, and a New Macerating Method for Wood. Nature, 1945, vol. 155, art. no. 51. https://doi.org/10.1038/155051a0
8. Kiaei M., Roque R.M. Physical Properties and Fiber Dimension in Stem, Branch and Root of Alder Wood. Fresinus Environmentall Bulletin, 2015, PSP vol. 24, no. 1b, pp. 335–342.
9. Maharani R., Fernandes A. Correlation between Wood Density and Fiber Length with Essential Macro-Nutrients on Base of Stem of Shorea leprosula and Shorea parvifolia. KnE Life Sciences, 2015, vol. 2, no. 1, pp. 625–629. https://doi.org/10.18502/kls.v2i1.231
10. Muthumala C.K., Amarasekara H.S. Investigation the Authenticity of Local and Imported Timber Species in Sri Lanka. Proceeding of International Forestry and Environment Symposium, 2013, vol. 18, pp. 95–96. https://doi.org/10.31357/fesympo.v18i0.1945
11. Panshin A.J., de Zeeuw C. Textbook of Wood Technology: 4th ed. New York, Mc-Graw-Hill Book Company, 1980. 722 p.
12. Ruwanpathirana N.D., Muthumala C.K. Wooden Wonders of Sri Lanka. Sri Lanka, Battaramulla, State Timber Corporation, 2010, vol. 8, pp. 8–11.
13. San H.P., Li K.L., Cheng Z.Z., Tang C.H., Wong Y.S., Foo S.L., Hun A.T., Fong W.K. Anatomical Features, Fiber Morphological, Physical and Mechanical Properties of Three Years Old New Hybrid Paulownia: Green Paulownia. Research Journal of Forestry, 2016, vol. 10, iss. 1, pp. 30–35. https://doi.org/10.3923/rjf.2016.30.35
14. Smook G.A. Handbook for Pulp and Paper Technologists: 3rd ed. Canada, Vancouver, Bellingham, Angus Wilde Publications Inc., 2003. 425 p.
15. Tabarsa T., Chui Y.H. Characterizing Microscopic Behavior of Wood under Transverse Compression. Part II. Effect of Species and Loading Direction. Wood and Fiber Science, 2001, vol. 33, no. 2, pp. 223–232.
16. Thulasidas P.K., Bhat K.M. Mechanical Properties and Wood Structure Characteristics of 35-Year Old Home-Garden Teak from Wet and Dry Localities of Kerala, India in Comparison with Plantation Teak. Journal of the Indian Academy of Wood Science, 2012, vol. 9, pp. 23–32. https://doi.org/10.1007/s13196-012-0062-7
17. Vievek S., De Silva S., De Silva S.G.H.M.J., Muthumala C.K. Finger Joints and Their Structural Performance in Different Exposure Conditions. The 7th International Conference on Sustainable Built Environment. Sri Lanka, Kandy, 2016, pp. 204–210.
18. Wiedenhoeft A. Structure and Function of Wood. Wood Handbook: Wood as an Engineering Material: Centennial Ed. Wisconsin, Madison, U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory, Gen. Tech. Report FPL, GTR-190, 2010, chapt. 3, pp. 3.1–3.18.
19. Yeh M.-C., Lin Y.-L, Huang Y.-C. Evaluation of the Tensile Strength of Structural Finger-Jointed Lumber. Taiwan Journal of Forest Science, 2011, vol. 26, no. 1, pp. 59–70.