Появление внутренних напряжений в древесине при ее сушке вызвано неравномерной усушкой по толщине сортимента, которая, в свою очередь, и обусловлена неравномерным распределением влажности.
При неправильном проведении сушки внутренние напряжения могут достигать и нередко достигают предела прочности древесины, что приводит к нарушению ее целостности (растрескиванию).
Четкое понимание причин образования и механизма развития внутренних напряжений в древесине при сушке совершенно обязательно для операторов-сушильщиков и инженерно-технического персонала деревообрабатывающих предприятий.
Прежде всего необходимо остановиться на некоторых особенностях деформирования древесины, от которых зависит характер развития внутренних напряжений.
Как известно, приложение к какому-либо телу нагрузки и возникновение в нем напряжений вызывает деформацию тела, т.е. изменение его размеров. Рассматривая вопрос упрощенно, можно разделить деформации на упругие и остаточные. Упругие деформации полностью исчезают после снятия нагрузки и прекращения действия напряжений, а остаточные сохраняются и после этого.
Допустим, что к образцу, имеющему в свободном состоянии размер (в) приложена сжимающая нагрузка Р. В напряженном состоянии образец принял размер (в1), получив деформацию укорочения (e)=(в1) — (в2). Выдержав образец некоторое время под нагрузкой, разгрузим его; Если после этого образец примет первоначальный размер (в1) значит, деформация была полностью упругой, что характерно для идеально упругого материала. Если же после разгрузки размер образца не изменится и останется равным (в2) значит, деформация была полностью остаточной, характерной для идеально пластичного тела. Древесина относится к упруго-пластическим материалам, и которых под действием напряжений одновременно развиваются как упругие, так и остаточные деформации. При разгрузке образца из такого материала восстанавливается упругая часть деформации (еу). Образец приобретает размер (в3), который меньше первоначального размера (в1) на величину остаточной деформации (е0).
Если древесина в нагруженном состоянии подвергалась сушке и влажность образца опустилась ниже 30%, то размер его после разгрузки (в4) будет меньше первоначального (в1) на величину, складывающуюся из остаточной деформации (е0) и усушки У. Такое суммарное изменение, размера, обусловленное как усушкой, так и остаточными деформациями, принято называть, в отличие от свободной усушки, усадкой древесины. Очевидно, если древесина сохнет под действием сжимающих напряжений, ее усадка больше свободной усушки на величину остаточной деформации укорочения. Если же древесина сохнет под действием, растягивающих напряжений, усадка меньше усушки на величину деформации удлинения.
Величина остаточных деформаций древесины зависит от продолжительности действия напряжений и в значительной мере от состояния (влажности и температуры) материала. В сухой древесине (с влажностью ниже 12—15%) остаточные деформации очень малы. С повышением влажности доля остаточной составляющей в общей деформации заметно возрастает. Наибольшей величины эта доля достигает в древесине, имеющей повышенную температуру и влажность, равную или выше предела насыщения клеточных стенок.
Важно отметить, что остаточные деформации высыхающей под нагрузкой древесины значительно больше, чем древесины, выдерживающейся под такой же нагрузкой при стабильной влажности. Объясняется это «перерождением» упругих деформаций в остаточные вследствие увеличения в процессе сушки жесткости находящейся под нагрузкой древесины.
