杨木衣柜柜门角部接合形式对强度的影响

为扩大低质人工林木材在家具中的应用.笔者以杨木衣柜为研究对象,针对柜门角部的受力特点,研究了不同的接合形式对角部抗弯和抗扭强度的影响以及材料的混合使用对角部接合的增强作用。试验结果表明柜门角部接合形式对接合强度具有影响:①榫接合时,直角接合斜角接合,圆棒榫接合时,斜角接合直角接合;②抗弯强度:冒头与立挺齐平冒头盖立挺,抗扭强度:冒头与立挺齐平冒头盖立挺,而且两种不同的接合方式对抗扭强度影响比对抗弯强度的影响大;③榫接合开口情况对接合强度的影响是全开口榫半开口榫闭口榫;④双圆棒榫+不锈钢角码接合相比双圆棒榫接合有增强作用,但是效果有限;斜角接合水曲柳饼形榫增强效果较明显。     

板式T型构件圆棒榫连接节点稳健优化设计北大核心

为减少家具的质量波动并延长其使用寿命,将稳健设计思想引入板式家具的结构设计中,对以多层板为基材的板式家具T型构件,进行稳健优化设计。试验选取板式家具中最常见的连接件——圆棒榫为优化对象,通过田口法,研究圆棒榫的直径、长度、材料三个因素对18 mm厚多层板T型构件抗弯性能的影响。将抗弯极限承载力设为目标质量特性,信噪比(S/N)作为衡量产品质量稳定性的指标。结果表明:以多层板为基材的T型构件抗弯强度随圆棒榫直径和长度的增加而增强;三种材料中,荷木圆棒榫表现出最好的性能;圆棒榫直径对构件的抗弯性能影响最大。优化后,长为50 mm且直径为10 mm的荷木圆棒榫为最稳健设计方案。三种设计因素中,优化后板式T型构件的抗弯极限承载力增强21.07%,信噪比提高4.42%。试验表明:基于稳健设计原则的田口法可有效增强板式家具T型结构节点的质量稳定性,进而实现板式家具结构质量稳定性的提升,延长家具的使用寿命。     

家具构件旋转摩擦焊接接合性能研究

圆棒榫旋转摩擦焊接技术具有加工速度快,胶合强度高,且无需任何石化类胶黏剂的优势。以南方松为基材,以双圆榫旋转摩擦焊接和白乳胶胶合的"T"型、"L"型实木构件为研究对象,通过力学强度测试对比两种不同节点接合方式的接合强度以及不同插人深度对圆榫旋转摩擦焊接强度的影响。结果表明,圆棒榫旋转摩擦焊接技术是一种颇具潜力的家具构件连接方式。     

圆棒榫与刨花板接合抗拉强度的研究

本报告探讨了圆棒榫与不同物理力学性能的A类刨花板,通过分别采用PVAC、UF和混合胶胶粘剂接合,对抗拉强度的影响。结果表明：圆棒榫接合抗拉强度,随刨花板密度及静曲强度的增大而增大,影响程度,UF胶＞混合胶＞PVAC胶;随刨花板吸水厚度膨胀的增大而减少,影响程度,混合胶＞UF胶＞PVAC胶。     

木榫旋转焊接抗拉拔力的影响因素响应曲面分析

选用樟子松为木榫旋转焊接材料,以进给速度、转速、榫径/孔径比为试验因子进行三因素三水平的响应曲面试验,并建立了抗拉拔力与影响因素的数学模型。结果表明:单因素试验影响显著性排序为榫径/孔径比转速进给速度,结合响应面与等高线图,交互因素影响显著性水平为不显著。通过数学模型优化工艺参数组合,在进给速度为16 mm/s、转速为3 000 r/min、榫径/基材孔径比为12/8时,得到最大抗拉拔力2 197.4 N。     

重组竹家具椭圆榫接合性能研究

通过试验探讨重组竹家具椭圆榫接合性能的影响因素,研究榫头宽度方向与厚度方向的配合尺寸对抗拉强度的影响,以及榫头宽度对椭圆榫抗弯矩强度的影响,得出重组竹椭圆榫接合强度的变化规律;并通过比较表明,重组竹椭圆榫的抗弯矩强度要远高于普通实木椭圆榫。     

实木家具T形构件抗拔力的数值仿真

利用Abaqus有限元分析软件平台,以家具中典型的直角榫接合T形构件为例,建立了一套针对榫接合实木家具抗拔力分析的有限元数值计算模型。对T形构件进行了抗拔力的数值模拟,并用库伦摩擦定律进行了理论分析。结果表明模型的计算结果与理论分析结果具有一致性,从而证明此数值计算模型可以用于模拟实木家具节点力学行为,并为进一步研究整体家具结构力学的数值分析打下基础,为名贵家具结构力学性质的无损检测以及结构设计提供方法。     

板式家具生产

近年来,随着现代科学技术的迅速发展,随着人民生活水平的逐渐提高,家具工业也有了较快的发展,板式家具就是发展中的一大方面。板式家具是第二次世界大战后发展起来的一种新型家具。它主要是以各种人造板为原料,以板件为主体结构,通过家具五金连接件、圆棒榫等为连接构件组装而成。     

椭圆榫T型构件接合强度影响因素研究

以北美鹅掌楸为基材,探究椭圆榫T型构件接合强度的影响因素。采用单因素试验探究涂胶量、陈放天数对椭圆榫抗拔强度的影响;采用正交试验探究榫眼深度、长度和宽度三个因素对椭圆榫抗弯强度的影响。结果表明:涂胶量对椭圆榫T型构件抗拔强度的影响非常显著,陈放天数的影响比较显著。榫眼宽度是影响椭圆榫T型构件抗弯强度的主要因素,榫眼深度和长度次之,而深度的影响大于长度。     

基于摩擦特性的榫接合节点抗拔力研究

通过创新的测量方法对椭圆榫接合节点的摩擦特性进行了研究,基于合理的条件假设,建立了椭圆榫接合节点抗拔力的数学模型,并通过椭圆榫接合T形构件的抗拔力试验对模型计算结果进行了检验。研究结果表明,基于本研究所采用的加工方式,木材在平面接触状态下,接触面纹理角度、接触面积以及接触压力对木材与木材间的摩擦系数无明显影响。各接触面粗糙度测量结果表明,横纹不同纹理角度和顺纹不同纹理角度下的粗糙度基本相等。通过创新的试验方法对不同纹理角度的椭圆榫接合节点摩擦系数进行测量,其结果与平面接触状态下的测量结果基本一致,平均摩擦系数约为0.54。试验验证阶段对采用椭圆榫接合的T形构件抗拔力进行了测量,得到抗拔力平均值为3 192.5 N,标准差为398 N,而通过本研究建立的数学模型计算所得的榫接合节点抗拔力为2 928.08 N。数学模型计算结果与试验结果的最大值及最小值的误差均在标准差范围内。因此,本研究所建立的力学模型可用于实木椭圆榫接合节点抗拔力的估算,并为榫接合节点在胶合状态下的力学特性研究,以及实木榫接合家具结构设计提供依据。     

板式家具熔化喷射式角接合强度的研究

通过试验对柜类家具熔化喷射式角接合与常规圆榫接合的强度进行了比较分析，并用有限元法对各种角接合的柜体在受载时的变形进行了预测。     

Numerical analysis of furniture constructions

Summary Trying to rationalize principles of furniture design and construction whose objective function is minimization of material use and maximization of the strength of elements and construction nodes, a research project was undertaken with the objective to work out, write and test the effectiveness of a program designed for rigidity-strength analysis of furniture side frames constructions. The program provides results of computation of values of cross section forces, node translocations and dimensions of connectors (dowels or tenons) in selected places of connection of component elements. It was found that tenon connections in constructions of chair side frames ensure sufficient strength and rigidity of the system and maintain optimal dimensions of cross sections of component elements. Dowel connections can replace tenon joints reaching the same strength, but the areas of cross sections of the elements to be joined will have to increase from 18 to 45%. The strength of connections and their dimensions do not constitute the function of the position of the connecting member in the chair and the rigidity of the chair side frame depends directly on the position of the connecting member and increases as the position of this element is lowered. The developed computer program allows accurate, rapid and multiple rigidity-strength analysis of furniture frame constructions made of wood.     

板式家具搁板接合方式对其变形的影响分析

分析了接合方式对板式家具搁板变形的影响,根据目前板式家具主要采用的搁板接合方式,选择了圆棒、金属销和偏心连接件等作为支撑与连接构件进行相应分析,从结构的刚性与搁板的承载能力方面来看,应优先选用可垂直拆装的偏心连接件.     

Development of test methods for wooden furniture joints

Abstract

Joints are generally the weakest part of furniture and they are primary cause of failure. To ensure durability and performance of furniture, it is important for a designer to understand the stresses acting on the joints for preparing suitable design and specification of a furniture. Since each type of joint is unique in construction, it is important to know their strength, when subjected to various stresses namely shear, bending, and tensile, by testing the joints. Since there is no established test method for joints, this study was carried out to categorize joints based on their shape, identify the stresses acting over them and develop test methods for testing furniture joints in three modes namely shear, bending, and tension, which are required for designing joints of any furniture and also provide means of comparing strength of different types of joints. Different types of furniture joints were taken for the study and were classified based on their shapes such as L-shaped, T-shaped, straight, and corner joints. Six types of jigs (one type for bending, two types for shear, and three types for tension) were designed and developed for testing the joints, in such a way that any type of joint can be tested in three modes, i.e., bending, shear, and tension using a universal testing machine. The criteria for section of jigs for performing tests on joints, based on their shape and stresses acting on a particular joint, were reported. Tests were carried out using all the six type of jigs to check the suitability of jigs and test methods developed in the study.     

基于面料熨烫胶接的木质家具饰面翻新研究

为实现木质旧家具在居家条件下的翻新改造,采用熨烫固化胶接方法用面料对桦木板表面进行饰面翻新,通过探究胶黏剂种类、熨烫温度和熨烫时间对面料翻新木材的胶合强度及耐水性的影响,得出理想的烫熨胶接工艺并将之用于木质旧家具的饰面翻新。结果表明:使用电熨斗的熨烫固化代替热压机的热压固化可实现居家条件下对木质家具的面料饰面翻新,胶黏剂种类、熨烫温度和熨烫时间对饰面翻新木材的胶合强度及耐水性有着重要影响;适当提高熨烫温度和延长熨烫时间可促进胶黏剂的固化进而确保胶合性能;在3种胶黏剂中最适于居家饰面翻新木质家具的胶黏剂为API胶黏剂。通过手工熨烫方法可实现对旧家具的个性化翻新,在避免家居审美疲劳的同时实现旧家具的再利用。     

层压弯曲木椅结构的强度分析及测试

层压本家具是家具行业的后起之秀，作者应生产研究单位的实际需要，将有限元法用于层压弯曲本椅强度的理论分析，并用电测法进行检验，理论与试验结果符合较好。     

板式家具结构强度分析

50年代后期,Kotas对五面箱体的结构强度进行了研究,并且写了一本家具设计手册。Eckelman从板式部件的接合强度及家具的整体结构强度做了许多研究,他提出了板件的刚度与各种形式角接合变形的关系。他和Rabiej对带有横搁板和中隔板的柜体作了综合分析,得出计算公式,可用其计算三角固定一角自由条件下的柜体在受力时的变形。国内主要在家具力学性能测试方面,标准制定方面做了一些研究,在结构强度分析方面尚未进行过研究。     

毛竹力学性能在竹家具中的应用研究

随着社会的发展与进步,竹家具已经成为现代家具行业发展的趋势。竹材的力学性能决定其用途,但现代竹家具的造型设计大多沿用传统圆竹家具样式,无法将竹材本身特有的力学性能与现代竹家具设计完全融合。本文以毛竹的力学性能为切入点,详细论述了毛竹的比强度、比刚度、弹性、顺纹弯曲性和顺纹抗压抗拉强度等力学特性在竹家具设计中的应用,以期为我国家具业的发展提供新思路。     

乙酰化木材用作家具材料的性能分析

为改善杨木、樟子松等人工速生林木材的材质松软等缺陷,对其进行乙酰化处理,并进行性能检测分析。结果表明:经过乙酰化处理后,木材的热塑性提高,尺寸稳定性增强,漆膜附着力无显著变化,但胶合强度有所下降。建议对乙酰化木材进一步进行压缩处理,以提升其密度和表面硬度等性能,满足家具,特别是厨卫家具用材料的要求。