Колено (конструкция) - Knee (construction)

Коленные брусья в строительстве лодок

В деревообработка, а колено представляет собой натуральный или вырезанный изогнутый кусок дерева.[1] Колени, иногда называемые корабельными коленями, являются распространенной формой фиксации в строительство лодки а иногда в деревянный каркас. А колено стропило в столярных изделиях - изогнутые стропила, используемые для получения места на чердаке.

Прочностные характеристики

Дерево очень анизотропный материал (его прочность значительно зависит от направления приложенной силы, т. е. параллельно, радиально или тангенциально к волокну). Поскольку древесина наиболее прочна при растяжении или сжатии вдоль волокон, лучшими изгибами являются те, в которых текстура древесины повторяет изгиб. Для колена с относительно небольшим изгибом, возможно, удастся вырезать колено из цельной доски с прямыми волокнами и при этом достичь достаточной прочности. Однако с увеличением изгиба этот метод становится проблематичным, поскольку все больше и больше колена выравнивается поперек волокон и, следовательно, значительно слабее. Выложенное таким образом колено может легко сломаться надвое под давлением руки, даже если оно большого размера. В лодке столярные изделия постоянно подвергаются ударам и усталость загрузка этим методом не подходит.

Чтобы избежать этой проблемы, колени, требующие более резких изгибов, изготавливаются с использованием методов, обеспечивающих точное соответствие текстуры древесины и направления нагрузки. Это может быть достигнуто паровая гибка, ламинирование, или выбрать натуральный изгиб с подходящей текстурой - «выросшее колено». Отращенные колени обычно считаются «лучшим» методом среди судостроителей и имеют сильные традиции, связанные с их использованием, но они могут не достичь такой же прочности, как хорошее ламинированное колено.

Типы

Согнутый - Согнутые в коленях[2] образуются в результате пластификации древесины для придания ей гибкости путем кипячения, обработки паром или микроволновой печи (для небольших компонентов). Пока древесина еще горячая, ее можно согнуть, придав ей форму, подходящую для этого места - либо на форме, либо путем принуждения и закрепления ее непосредственно в месте окончательного обслуживания. Паровая гибка - это проверенный временем метод формовки корпусов лодок, но он немного ослабляет древесину, может оставлять остаточные напряжения, которые со временем могут привести к поломке или упругому возврату, и он ограничен по степени изгиба. достичь, особенно для толстых элементов. Также не все породы древесины пар хорошо гнутся.

Ламинированный - Ламинированные колени формируются путем покрытия тонких гибких деревянных полосок клеем, наслаивания их слоями для достижения требуемой толщины, затем придания желаемого изгиба в укладку и закрепления ее до схватывания клея. Ламинированные колени очень прочные и могут иметь форму, которую было бы трудно получить с помощью других методов, но им требуется время для отверждения клея, их сложнее строить, и они должны использовать приспособление или приспособление, чтобы закрепить их до тех пор, пока адгезивные отверждения.

Вырос - Термин «выросшие колени» относится к любому колену, сделанному из естественного изгиба или изгиба дерева. Подросшие колени можно взять из нескольких мест на дереве, наиболее распространенным из которых является пересечение ствола и большой ветви.[нужна цитата ], промежности и корней. Корни - особенно полезный источник, так как корневая структура многих видов деревьев естественным образом распространяется вбок прямо под землей, чтобы помочь закрепить дерево. Это обеспечивает довольно надежный источник приблизительно 90-градусных изгибов, которые невозможно найти в других частях дерева. Чтобы получить это сырье, строители могут выкопать пень целиком, поскольку в отличие от других частей дерева невозможно судить о качестве и количестве доступного материала в корнях, поскольку они находятся под землей. После того, как пень выкопан, колени можно распилить или расколоть подходящими натуральными крючками. Однако колени, вырезанные из пня, могут быстро затупить инструменты, используемые для придания им формы и отделки - по мере роста корней они покрывают мелкие частицы почвы и камня, которые действуют как внедренный абразив и ускоряют износ режущих инструментов. Для пород древесины с соответствующими характеристиками расщепления, таких как дуб, пень можно разделить на клинья, с одним большим корнем на каждом клине; каждый клин затем вырезается в ребро для маленькой лодки. В принципе формирование дерева можно использовать, чтобы вырастить дереву желаемую форму.

Терминология

Острый изгиб куска дерева еще называют «изогнутым». Обычно используется в кораблестроении, известном как «колено корабля», потому что позволяет уменьшить вторжение в полезное пространство конструкции, так как нет шпандель. Кроме того, колено стропил увеличивает полезное пространство на чердаке, создавая пространство, подобное колену.

Колено корабля состоит из двух частей: руки (короче) и тела (длиннее). Наружные поверхности имеют угол (обычно 90 градусов в зданиях), называемый пяткой. Внутренняя поверхность сохраняет свою естественную форму, а изгиб называется пазухой. Толщина между пяткой и пазухой - это горло. Концы руки и тела - пальцы ног.

Имена корабельных колен основаны на их положении:[3][4]

  • Колено свисает, рука опущена вниз;
  • Колено стоя, рука поднята;
  • Колено ложное, рука вбок;
  • Бозонное колено или колено (неясно);
  • Таким образом, четверть колена, четверть пиленая меньше, но без сердцевины (центр годичных колец), поэтому меньше подвержены проверке;
  • Кинжальное колено в кораблестроении, как правило, висящее колено, слегка отклоненное по диагонали, чтобы преодолеть препятствие, такое как порт для оружия на боевом корабле. Из "Строительство деревянного боевого корабля" Доддс и Мур 1984

Колени можно прикрепить глухими клиньями с обоих концов или закрепить болтами.

Любимые породы дерева

Из-за традиций, простоты обработки, прочности и долговечности некоторые породы дерева особенно ценятся для изготовления колен. Тамарак (также известен как hackmatack ) пни являются одними из предпочтительных мягкая древесина вид для выросших колен, а белый дуб, живой дуб, и вяз предпочтительны для лиственных пород для согнутых в коленях благодаря легкости сгибания паром.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Оксфордский словарь английского языка, второе издание на компакт-диске (версия 4.0) Oxford University Press, 2009 г.
  2. ^ John Griffiths, mfg .. Суда для гнутой древесины и универсальные станки для гибки древесины. Филадельфия 1876 г. https://books.google.com/books?id=d-0OAAAAYAAJ
  3. ^ Теодор Делаван Уилсон. Очерк кораблестроения, теоретический и практический. Нью-Йорк: Джон Уайли и сын, 15 Astor Place, 1873. https://books.google.com/books?id=q8BGvRlCZ8cC
  4. ^ Ньюман Джи, Столяр ежеквартально #36, 17, 19