Lomna mehanika lesa in lesnih kompozitov v procesu mehanske obdelave

Osnovne mehanske lastnosti materialov kot so moduli elastičnosti, strižni moduli, Poissonova razmerja, ter normalne in strižne trdnosti v osnovnih smereh danes ne zadostujejo v dovolj veliki meri za ovrednotenje mehanskih lastnosti materialov v procesu mehansko obdelovalnih tehnologij. Ena izmed sodobnih mehanskih lastnosti materialov, ki se vztrajno razvijajo v zadnjih desetletjih je vsekakor lomna mehanika.

Brez nje danes ni možno dovolj uspešno analizirati mejnih obremenitev v konstrukcijah kot tudi v procesu odrezovanja različnih materialov. Ravno tako je potrebno v porušitvenih procesih materiala upoštevati kombinacijo vseh omenjenih napetostnih stanj.

Vsebina predmeta tako zajema:

Osnove lomne mehanike izotropnih in otrotropnih materialov, kot je les in lesnih kompoziti. Osnovni načini lomne mehanike: I,II in III (natezni, strižni). Kombinacija normalnih in  strižnih načinov. Porazdelitev napetosti pred konico razpoke. Pomen kritične intenzitete napetosti in frakturne energije v procesu nastanka novih površin. Vpliv kritične intenzitete napetosti na velikost porušnih obremenitev materiala. Vpliv velikosti razpoke na porušne obremenitve materiala. Razlike med krhkimi in duktilnimi materiali. Stabilne in nestabilne napredovanje razpok. Iniciacija razpok. Načini določevanja kritične intenzitete napetosti ter frakturne energije. Vpliv oblike in različnih velikosti vzorcev na določevanje frakturnih lastnosti materiala.

Vpliv kombinacije različnih napetostnih stanj na porušitev materiala. Različni porušitveni kriteriji: Tsai-Wu, Puck, Tsai-Hill…

Cilji:

Pridobiti poglobljeno znanje o sodobnih mehanskih lastnosti materialov kot je lomna mehanika v procesu mehansko obdelovalnih tehnologij lesa in lesnih kompozitov. Pridobiti znanje za določevanje lomnih lastnosti materialov in jih ustrezno uporabiti v različnih porušitvenih situacijah.

Kompetence:

Študent samostojno ovrednoti pomen in velikost lomnih lastnosti materialov v različnih situacijah ter tako ustrezno ukrepa oziroma določi mejne porušitvene obremenitve v različnih primerih mehansko obdelovalnih tehnologij lesa in lesnih kompozitov.

Predavanja (10 ur),
Seminarji (20 ur),
Laboratorijske vaje (10 ur),
Drugo (5 ur)

Znanje in razumevanje:

Poznavanje lomnih lastnosti različnih materialov glede na specifične obremenitve. Razumevanje napredovanja razpoke v procesu loma materiala še zlasti v procesu mehansko obdelovalnih tehnologij lesa in lesnih kompozitov.

1. MERHAR, Miran. Influence of temperature distribution on circular saw blade natural frequencies during cutting. Bioresources. 2021, vol. 16, iss. 1, str. 1076-1090. ISSN 1930-2126. https://bioresources.cnr.ncsu.edu/wp-content/uploads/2020/12/BioRes_16_1_1076_Merhar_Infl_Temperature_Distrib_Circular_Saw_Blade_Frequency_Cutting_18308.pdf. [COBISS.SI-ID 43464451], [JCR, SNIP] financer: ARRS, P2-0182
2. MERHAR, Miran. Application of failure criteria on plywood under bending. Polymers. 2021, vol. 13, iss. 24, str. 1-21, ilustr. ISSN 2073-4360. https://www.mdpi.com/2073-4360/13/24/4449. [COBISS.SI-ID 90088451], [JCR, SNIP]
3. MERHAR, Miran, HUMAR, Miha. The influence of wood modification on transfer function of a violin bridge = Utjecaj modifikacije drva na prijenosnu funkciju mosta za violinu. Drvna industrija : Znanstveno stručni časopis za pitanja drvne tehnologije. 2020, vol. 71, iss. 2, str. 163-169, ilustr. ISSN 0012-6772. https://hrcak.srce.hr/index.php?show=clanak&id_clanak_jezik=346887, DOI: 10.5552/drvind.2020.1966. [COBISS.SI-ID 19835139], [JCR, SNIP, WoS, Scopus]
4. MERHAR, Miran, GORNIK BUČAR, Dominika, MERELA, Maks. Machinability research of the most common invasive tree species in Slovenia. Forests. [Online ed.]. 2020, vol. 11, iss. 7, 13 str., ilustr. ISSN 1999-4907. https://doi.org/10.3390/f11070752, DOI: 10.3390/f11070752. [COBISS.SI-ID 22847747], [JCR, SNIP, WoS do 29. 11. 2021: št. citatov (TC): 2, čistih citatov (CI): 1, čistih citatov na avtorja (CIAu): 0,33]
5. MERHAR, Miran. Determination of elastic properties of beech plywood by analytical, experimental and numerical methods. Forests. [Online ed.]. 2020, vol. 11, iss. 11, 21 str., ilustr. ISSN 1999-4907. https://www.mdpi.com/1999-4907/11/11/1221. [COBISS.SI-ID 38797059], [JCR, SNIP]
6. RADMANOVIĆ, Kristijan, ĐUKIĆ, Igor, MERHAR, Miran, ŠAFRAN, Branimir, JUG, Matija, BELJO LUČIĆ, Ružica. Longitudinal and tangential coefficient chip compression in orthogonal wood cutting. Bioresources. 2018, vol. 13, iss. 4, str. 7998-8011. ISSN 1930-2126. https://bioresources.cnr.ncsu.edu/wp-content/uploads/2018/09/BioRes_13_4_7998_Radmanovic_DMSTL_Longitud_Tangential_Coeff_Chip_Compression_Orthog_Wood_Cutting_13626.pdf, DOI: 10.15376/biores.13.4.7998-8011. [COBISS.SI-ID 2974857], [JCR, SNIP, WoS]

Smith, Ian / Landis, Eric / Gong, Meng. 2003. Fracture and Fatigue in Wood, Wiley & Sons Ltd

Knott, J. F., 1976. Fundamentals of fracture mechanics – Butterworths,; London

João, P. D. 2008. Machining. Fundamentals and Recent Advances. Springer-Verlag London.

Izbrani članki v domačih in tujih specializiranih strokovnih in znanstvenih revijah.