Probing measurements of the Meyer hardness index of radial, tangential and cross section of various types of wood

• Autorzy: Koczan Grzegorz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0053.8585

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The Meyer index is a power exponent appearing in Meyer hardness power law, which describes the dependence of the indenting force on the diameter of the indentation caused by the ball (or alternatively a cylinder). A perfectly plastic material should have a Meyer hardness index of 2 and a perfectly elastic material of 3. Previous research by the author and co-workers indicated that the Meyer index of beech wood is 2.5 and for metals aluminum 2.25, copper 2.0. This gave rise to the hypothesis that the hardness index of each wood is about 2.5. It was decided to verify this hypothesis for different types of wood, different anatomical cross-sectional directions. Research on such diversity must therefore be of a probing nature. Nevertheless, these probing measurements indicate that different types of wood in given sectional planes have similar Meyer indexes, but in each section it is a different value. The measured mean value in the radial section was 2.41, in the tangential section 2.28 and in the cross section 1.98. Thus, the initial hypothesis of the value 2.5 was confirmed only for the radial section, and for the tangential and cross sections, new values of 2.25 and 2.0 were hypothesized. Only the extreme values of the Meyer indexes (on the radial and cross section) turned out to be statistically significantly different.

PL

Pomiary sondażowe wskaźnika twardości Meyera przekroju promieniowego, stycznego i poprzecznego różnych rodzajów drewna. Wskaźnik Meyera jest to wykładnik potęgi w zależności siły wgniatającej od średnicy wcisku pochodzącego od kulki. Materiał idealnie plastyczny winien mieć wskaźnik twardości Meyera równy 2, a idealnie sprężysty wartość 3. Dotychczasowe badania autora i współpracowników wskazały, że wskaźnik Meyera drewna bukowego wynosi 2.5, aluminium 2.25, zaś miedzi 2.0. Zrodziło to przypuszczenie, że wskaźnik twardości każdego drewna wynosi około 2.5. Postanowiono zweryfikować tą hipotezę dla różnych rodzajów drewna na różnych płaszczyznach anatomicznych przekroju. Badania takiej różnorodności musiały mieć zatem charakter sondażowy. Niemniej te badania sondażowe wskazały, że różne rodzaje drewna w danych płaszczyznach przekroju mają zbliżone wskaźniki Meyera, ale w każdym przekroju jest to inna wartość. Zmierzona wartość średnia w przekroju promieniowym wyniosła 2.41, w stycznym 2.28 i poprzecznym 1.98. Zatem wyjściowa hipoteza wartości 2.5 potwierdziła się tylko dla przekroju promieniowego, zaś dla przekroju stycznego i poprzecznego powstały hipotezy nowych wartości 2.25 i 2.0. Jedynie skrajne wartości wskaźników Meyera (na przekroju promieniowym i poprzecznym) okazały się statystycznie istotnie różne.

Słowa kluczowe

EN

beech; birch; oak; pine; merbau; tangential section; radial section; cross section; Meyer hardness index

• Wydawca: Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
• Czasopismo: Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology
• Rocznik: 2023
• Tom: No. 121
• Strony: 21--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Koczan Grzegorz

• Department of Mechanical Processing of Wood, Institute of Wood Sciences and Furniture, Warsaw University of Life Sciences – SGGW, 159 Nowoursynowska St., 02-776 Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. BEMBENEK M., KOWALSKI Ł, PAWLIK J., 2021: Analysis of the influence of surface roughness of various types of wood on the results of their hardness measured by the Leeb method, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 1199, 012071, DOI: 10.1088/1757-899X/1199/1/012071.
• 2. EN 1534:2010 Wood flooring – determination of resistance to indentation (Brinell method) – test method, European Committee for Standardization, (standard updated in 2020).
• 3. HUBER K., 1938: Die Prüfung der Hölzer auf Kugeldruckhärte (from German: Checking the hardness of woods for ball pressure), Holz als Rohund Werkstof 1:254.
• 4. JIMENO E., TERRAZA J., 1950: The Meyer Law for Hardness Tests, Nature 4217.
• 5. KOCZAN M. G., KARWAT Z., KOZAKIEWICZ P., I2021: An attempt to unify the Brinell, Janka and Monnin hardness of wood on the basis of Meyer law, Journal of Wood Science 67:7 – Springer, DOI: 10.1186/s10086-020-01938-4.
• 6. KOCZAN M. G., KARWAT Z., KOZAKIEWICZ P., IX2021: Presentation: Modified Brinell-type measure of wood hardness and universality attempt in case of metal, 5th International Conference on Wood Composites Modification and Machining September 15–17, 2021 Kiry, Poland, DOI: 10.13140/RG.2.2.16751.92320.
• 7. MEYER E., 1908: Untersuchungen über Härteprüfung und Härte Brinell Methoden (from German: Investigations on hardness testing and hardness Brinell methods). Zeitschrift Des Vereines Deutscher Ingenieure 52:645–654.
• 8. MEYER R. J., PIETSCH E., 1937: Gmelins Handbuch der Anorganischen Chemie (Gmelin's Handbook of Inorganic Chemistry), Springer Berlin Heidelberg, Reprint: DOI: 10.1007/978-3-662-07542-5.
• 9. MIYAJIMA H., 1955: The hardness test by static ball indentation for wood, especially for nara‑wood under various moisture conditions, Res. Bull. Coll. Exp. For Hokkaido Univ. 17(2):749–768.
• 10. PN-D-04109:1954 Fizyczne i mechaniczne własności drewna, Badanie twardości metodą Janki (from Polish: Physical and mechanical properties of wood, Janka hardness test), The Polish Committee for Standardization, (standard superseded in 1990).
• 11. SYDOR M., PINKOWSKI G., KUČERKA M., KMINIAK R., ANTOV P., ROGOZIŃSKI T., 2022: Indentation Hardness and Elastic Recovery of Some Hardwood Species, Appl. Sci. 12, 5049, DOI: 10.3390/app12105049.
• 12. VÖRÖS Á., AND NÉMETH R., 2020: The History of Wood Hardness Tests, IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 505, 012020, DOI: 10.1088/1755-1315/505/1/012020.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).