В работе представлены результаты деформирования деревянных брусков (призм) при вдавливании стальных цилиндрических нагелей. Проведены физические и численные исследования. Для уточнения механических характеристик материалов были проведены испытания призмы из клееного бруса из шпона размерами 37×37×135 мм на сжатие вдоль и поперек волокон. Полученные данные позволили определить нагрузку в начале упругой работы (без начальных местных деформаций), начало и конец зоны характерной неупругой работы. Определен касательный модуль упругости Е, для упругой и неупругой зоны. Эти показатели были использованы в численном исследовании, так же применена ортотропная модель материала с уточненными параметрами. В ходе работ были определены модули упругости в трех направлениях и шесть коэффициентов Пуассона. Работа материала за пределом пропорциональности учтена с применением билинейной диаграммы напряжения-деформации. В результате численного исследования определено напряженно-деформированное состояние призмы. Авторами решена контактная задача соединения призмы из клееного шпона c поверхностью цилиндрического нагеля в отверстии. Моделирование выполнялось с учетом ортотропии свойств материала призмы и с учетом физической нелинейности. Определена картина распределения напряжений и деформаций в элементах контакта. Проведен физический эксперимент, моделирующий вдавливание цилиндрического нагеля в отверстие призмы. Численная модель показала сходимость результатов деформаций с физическим исследованием в интервале 91–96 %. Применение предложенного метода расчета может быть использовано для точного анализа нагельных соединений конструкций из клееного бруса из шпона с учетом нелинейного поведения.
The paper presents the results of deformation of wooden prisms when pressing steel cylindrical nails. Physical and numerical studies have been carried out. To clarify the mechanical characteristics of the materials, laminated veneer lumber prisms with dimensions of 37×37×135 mm were tested for compression along and across the fibers. The data obtained made it possible to determine the load at the beginning of elastic work (without initial deformations), the beginning and end of the zone of characteristic inelastic work. The tangential modulus of elasticity E, for elastic and inelastic zones, is determined. These indicators were used in a numerical study, as well as an orthotropic model of the material with refined parameters. During the work, elastic modulus in three directions and six Poisson coefficients were determined. The work of the material beyond the limit of proportionality is taken into account using a bilinear load-strain diagram. As a result of numerical investigation, the stress-strain state of the laminated veneer lumber prism was determined. The contact problem of connecting an laminated veneer lumber prism with the surface of a cylindrical nail in the hole is also solved. The modeling was performed taking into account the orthotropy of the laminated veneer lumber material properties and taking into account the physical nonlinearity. The pattern of stress and strain distribution in the contact elements is determined. A physical experiment has been carried out simulating the indentation of a cylindrical nail into a hole in an laminated veneer lumber prism. The numerical model showed the convergence of the deformation results with the physical study in the range of 91–96 %. The application of the proposed calculation method can be used for clarifying calculations of the butt joints of laminated veneer lumber structures.