ГОСТ 21554.3-82. Государственный стандарт Союза ССР. Пиломатериалы и заготовки. Метод контроля прочности при изгибе, растяжении и сжатии

(введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 28.01.1982 № 347)

(ред. от 01.03.1986)

Введен в действие Постановлением Государственного

ПИЛОМАТЕРИАЛЫ И ЗАГОТОВКИ

МЕТОД КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ ПРИ ИЗГИБЕ, РАСТЯЖЕНИИ И СЖАТИИ

Sawn timber and blanks. Method for control of strength at bending, tension and compression

ГОСТ 21554.3-82

Группа К29

Взамен ГОСТ 21554.3-76

Настоящий стандарт распространяется на обрезные пиломатериалы и заготовки и устанавливает метод неразрушающего контроля их прочности при статическом изгибе, продольном растяжении и сжатии.

Стандарт применяется при исследовательских испытаниях.

Сущность метода заключается в определении с доверительной вероятностью 0,99; 0,95 или 0,68 минимальных значений пределов прочности пиломатериалов и заготовок при изгибе, растяжении и сжатии по одному из показателей упругости при изгибе: усилию реакции, прогибу или модулю упругости.

1. АППАРАТУРА

1.2. Допускается использовать испытательную машину по ГОСТ 28840-90 погрешностью измерения нагрузки не более 1%.

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

2.1. Перед испытанием пиломатериалы и заготовки рассортировывают по сечению и породам.

В холодное время года ( t<0^{\circ}\text{С} ) пиломатериалы и заготовки должны быть выдержаны в помещении до достижения ими температуры окружающего воздуха.

2.2. При проведении испытания на оборудовании, указанном в п. 1.1, его настраивают, используя уравнение регрессии между пределами прочности и показателями упругости, которые определяют согласно справочному Приложению 1. Уравнения регрессии должны быть получены по результатам испытаний выборки, однородной с совокупностью контролируемых пиломатериалов и заготовок по влажности, сечению, породе и району произрастания древесины.

2.3. При проведении испытаний на оборудовании по п. 1.2 используют уравнения регрессии, приведенные в справочном Приложении 2. При отсутствии в Приложении 2 уравнения регрессии, соответствующего контролируемым пиломатериалам и заготовкам по сечению, влажности, породе или району произрастания древесины, его определяют согласно справочному Приложению 1.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

3.1. При проведении испытаний на оборудовании по п. 1.1 прогибы или усилия реакции измеряют непрерывно по всей длине пиломатериалов и заготовок или дискретно с шагом не более 152 мм.

3.2. При проведении испытаний на оборудовании по п. 1.2 участок пиломатериалов или заготовок для определения модуля упругости располагают в соответствии с требованиями ГОСТ 21554.1-81.

3.1, 3.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. При проведении контроля по п. 1.1 логическое устройство оборудования оценивает прочность пиломатериалов и заготовок путем сравнения результатов измерения с допустимыми значениями показателей упругости при изгибе.

4.2. При проведении контроля на оборудовании по п. 1.2 значения пределов прочности ( \sigma_{\gamma} ) пиломатериалов и заготовок при изгибе, растяжении и сжатии вычисляют в мегапаскалях с требуемой доверительной вероятностью ( \gamma ) по уравнению регрессии между соответствующим пределом прочности и модулем упругости при изгибе по формуле

\sigma_{\gamma} = bE + a - \psi_{\gamma} \cdot S_{\sigma E} ,

\psi_{\gamma} — гамма-квантиль стандартного нормального распределения.

При \gamma = 0,68 квантиль \psi_{\gamma} = 1,47 .

При \gamma = 0,95 квантиль \psi_{\gamma} = 1,64 .

Приложение 1 Справочное

И ВЫБОРОЧНОГО КОЭФФИЦИЕНТА КОРРЕЛЯЦИИ

1. Показатели уравнения регрессии и коэффициент корреляции рассчитывают по результатам испытаний выборки пиломатериалов и заготовок, отбираемых случайным образом в количестве не менее 140 образцов для каждого вида испытания (изгиб, растяжение и сжатие).

При контроле прочности пиломатериалов и заготовок на оборудовании, указанном в п. 1.1, за показатель упругости (независимую переменную x ) участка образца пиломатериалов и заготовок принимают величину усилия реакции опор при заданном прогибе или величину, обратную прогибу при заданном усилии реакции. Усилие реакции или прогиб измеряют с использованием того оборудования, на котором будет осуществляться контроль прочности пиломатериалов и заготовок.

При контроле прочности пиломатериалов и заготовок на оборудовании, указанном в п. 1.2, за показатель упругости (независимую переменную x ) участка образца пиломатериалов или заготовок принимают его модуль упругости, определяемый в соответствии с требованиями ГОСТ 21554.1-81.

Предел прочности при изгибе, растяжении и сжатии (независимую переменную y ) определяют у каждого образца выборки на участке с известным показателем упругости в соответствии с требованиями ГОСТ 21554.2-81, ГОСТ 21554.4-78 и ГОСТ 21554.5-78.

2. Из условий корреляционной связи расчетное значение предела прочности образца пиломатериалов или заготовок определяют как нижнюю границу доверительного интервала рассеяния зависимой переменной при измеренном значении показателей упругости (независимой переменной x ) по формуле

y = bx + a - \psi_{\gamma} \cdot S ,

где b — коэффициент регрессии;

a — свободный член регрессии;

\psi_{\gamma} — гамма-квантиль стандартного нормального распределения;

S — стандартная ошибка оценки предела прочности (зависимой переменной y ) по показателю упругости (независимой переменной x ).

3. Оценкой теоретического уравнения корреляционной зависимости случайных переменных y и x является эмпирическое уравнение регрессии, которое имеет вид y = bx + a ,

где b — коэффициент регрессии;

a = \frac{\sum y - b \sum x}{n} .

Стандартную ошибку оценки ( S ) зависимой переменной y по независимой переменной x в мегапаскалях вычисляют по формуле

S = \sqrt{\frac{\sum (y - a - bx)^{2}}{n - 2}} .

Стандартное отклонение коэффициента регрессии ( S_{b} ) вычисляют по формуле

S_{b} = \frac{S}{\sqrt{\sum x^{2} - \frac{(\sum x)^{2}}{n}}} .

Стандартное отклонение свободного члена регрессии ( S_{a} ) в мегапаскалях вычисляют по формуле

S_{a} = S_{b} \sqrt{\frac{\sum x^{2}}{n}} .

Результаты подсчета показателей b,a,S,S_{b},S_{a} выражают с округлением до трех значащих цифр.

4. При линейной зависимости между нормально распределенными случайными переменными y и x в качестве количественной оценки тесноты связи используют коэффициент корреляции. Коэффициент корреляции ( r ) вычисляют по формуле

где n — объем выборки (количество образцов пиломатериалов и заготовок, у которых были измерены показатели упругости и соответствующие им пределы прочности);

\sum xy — сумма произведений независимой переменной (показателя упругости образца) и соответствующей ей зависимой переменной (предела прочности того же образца);

(\sum x)(\sum y) — произведение сумм независимых переменных (показателей упругости образцов) и сумм зависимых переменных (пределов прочности тех же образцов);

\sum y^{2} — сумма квадратов зависимых переменных выборки (сумма квадратов пределов прочности образцов);

(\sum x)^{2} — квадрат суммы независимых переменных выборки (квадрат суммы показателей упругости образцов);

(\sum y)^{2} — квадрат суммы зависимых переменных выборки (квадрат суммы пределов прочности образцов).

S_{r} = \frac{1 - r^{2}}{\sqrt{n}} .

Показатель достоверности коэффициента корреляции ( t ) вычисляют по формуле

Если показатель достоверности коэффициента корреляции меньше 1,96, то случайные переменные y и x не коррелируют.

Результаты подсчета показателей r,S_{r},t выражают с округлением до трех значащих цифр.

Справочное

ПОКАЗАТЕЛИ УРАВНЕНИЯ РЕГРЕССИИ \sigma = bE + a МЕЖДУ ПРЕДЕЛОМ ПРОЧНОСТИ (МПА) И МОДУЛЕМ УПРУГОСТИ (ГПА) ДЛЯ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ

№ п/п.	Индекс партии пиломатериалов <*>	Показатели
		Коэффициент регрессии b	Свободный член регрессии a	Коэффициент корреляции r	Стандартная ошибка оценки
					предела прочности S_{\sigma E}	коэффициента регрессии S_{b}	свободного члена регрессии S_{a}
1	АС 38 x 100 ик	1,80	8,87	0,563	7,46	0,187	2,15
2	АС 38 x 100 ип	4,94	6,46	0,665	8,71	0,554	4,20
3	АС 38 x 150 ик	3,60	7,87	0,493	10,8	0,526	4,11
4	АС 38 x 150 ип	2,70	13,0	0,561	6,97	0,328	2,56
5	АС 50 x 150 ик	5,22	1,32	0,680	7,04	0,537	3,55
6	АС 50 x 150 ип	3,01	2,58	0,830	3,80	0,198	1,98
7	АЕ 38 x 100 ик	1,56	15,1	0,495	8,59	0,378	5,10
8	АЕ 38 x 100 ип	4,25	16,5	0,557	9,87	0,654	5,71
9	АЕ 38 x 150 ик	2,02	29,2	0,457	7,56	0,391	3,75
10	АЕ 38 x 150 ип	4,39	17,5	0,649	6,96	0,485	3,90
11	АЕ 50 x 100 ик	4,38	17,4	0,649	6,99	0,487	3,91
12	АЕ 50 x 100 ип	5,20	6,06	0,684	7,56	0,571	4,85
13	АЕ 50 x 150 ик	3,89	18,5	0,532	8,95	0,645	4,45
14	АЕ 50 x 150 ип	4,18	18,3	0,581	8,26	0,493	3,95
15	КС 40 x 100 ик	3,78	4,93	0,761	5,51	0,293	2,14
16	КС 38 x 100 ип	5,84	1,27	0,810	6,80	0,366	2,74
17	КС 50 x 100 ик	3,17	1,34	0,676	5,10	0,303	2,25
18	КС 50 x 100 ип	5,34	6,04	0,598	8,03	0,590	3,44
19	КС 50 x 150 ип	5,52	1,96	0,726	6,68	0,392	2,88
20	КЕ 40 x 100 ик	3,35	7,09	0,637	6,00	0,335	2,62
21	КЕ 50 x 100 ик	4,79	2,37	0,652	6,10	0,459	3,22
22	КЛ 40 x 100 ик	2,72	3,53	0,583	6,14	0,323	3,48
23	КЛ 40 x 100 ип	2,09	27,3	0,372	8,23	0,433	3,36
24	КЛ 50 x 100 ик	2,71	6,16	0,588	7,51	0,306	3,44
25	КЛ 50 x 100 ип	5,44	2,21	0,647	9,01	0,521	4,33
26	АС 38 x 150 р	2,79	0,901	0,577	6,78	0,331	2,64
27	АС 50 x 150 р	2,33	0,879	0,647	4,70	0,242	3,54
28	АЕ 50 x 150 р	0,934	19,2	0,381	6,74	0,250	2,59
29	КС 40 x 100 р	2,93	4,06	0,694	4,91	0,307	2,21
30	КС 50 x 100 р	2,46	2,63	0,804	3,28	0,184	1,36
31	КЕ 40 x 100 р	2,47	3,50	0,729	4,51	0,235	2,28
32	КЕ 50 x 100 р	2,06	1,04	0,562	4,54	0,308	2,93
33	К Л 40 x 100 р	2,49	2,82	0,571	6,91	0,366	4,00
34	АС 38 x 100 с	0,702	12,1	0,644	2,33	0,090	1,08
35	АС 38 x 150 с	1,44	15,8	0,607	3,25	0,273	2,29
36	АС 50 x 150 с	1,53	12,0	0,597	3,84	0,364	4,07
37	АЕ 50 x 150 с	1,16	17,9	0,457	2,71	0,320	2,43

---

---