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。     

木框斜角榫接合性能研究

在木家具结构设计中,特别是具有中国传统家具风格的实木家具结构设计中,木框角部斜角榫接合强度是人们既关注又无法回避的问题。抗拉强度和抗弯强度是衡量木框斜角榫接合性能高低的两个重要指标。笔者对三种常用的、易于机械加工的斜角榫接合试件的强度(抗拉强度,抗弯强度)进行了实验测定,并从各个方面对其进行比较、分析。研究结果表明:斜角榫接合形式,胶黏剂种类,加压时间等各个因子都不同程度地影响着木框角部接合的整体结构性能。单肩斜角明榫接合效果最好。     

椭圆榫接口标准化研究与创新设计

基于现有实木家具构件椭圆榫接合形式,对其进行了评估与创新设计。依据家具产品的标准化原则,设计出一种"台阶式"椭圆榫,并对其制造工艺及接合方式进行探究。结果表明,"台阶式"椭圆榫较常规椭圆榫接口具有高加工效率及较低加工成本等优势。     

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。     

梓木构件双圆榫接合性能优化研究

以梓木为基材,采用双圆榫接合形式,考察圆榫直径、配合量、圆榫插入深度对构件接合性能的影响。采用响应面法(RSM)建立二次回归模型,并对接合参数进行优化。结果表明:在圆榫直径为8mm、配合量为0.4mm、圆榫插入深度为20mm时,能够获得最优化接合效果,其极限破坏载荷值达1276.31N。     

基于拆装式结构的实木家具契合榫接合方式分析

笔者以实木家具中拆装式榫接合结构为研究对象,将榫接合形式分为整体式榫接合、插入式榫接合,并结合对相关结构案例的分析,将现行的拆装榫接合方法归纳为搭接式、插接式、自锁式、挤压式、拼接式、栓锁式6种形式。在此基础上提出榫卯现代化改良设计原则,以期为现代化家具设计与生产提供新的思路。     

椭圆榫过盈配合量与木材密度的关系

通过樟子松、柳桉、山毛榉制成的椭圆榫接合的极限抗拔试验,发现椭圆形榫头宽度与其对应的榫眼长度的过盈配合中,这三种木材在平衡含水率14.0%时的最佳过盈配合量分别为0.80、0.47和0.26mm.在此基础上,进一步探讨最佳过盈配合量与木材密度的相关性,得到其回归拟合曲线近似为指数函数y=6.874e-4.604x.     

有限元法在实木榫接合家具结构设计中的应用

文中从实木榫接合家具节点、构件和整体框架3个层面,总结、分析有限元法在实木榫接合家具结构设计中的应用现状,并对该领域存在的主要问题及未来研究趋势进行了阐释。目前主要存在以下问题:1）未形成系统性的有限元分析方法,不同研究者之间存在较大差异;2）分析准确度不高,大多研究仅为有限元软件的模拟分析,缺乏试验验证;3）未建立合理的榫接合节点有限元模型,通常将榫接合节点视为刚性节点处理。未来研究可围绕以下几方面开展:1）榫接合节点有限元模型的建立方法及简化方法;2）实木榫接合家具疲劳寿命的有限元分析方法;3）基于有限元法的实木榫接合家具结构优化设计方法;4）二次开发,在有限元分析软件的基础上,建立实木榫接合家具结构设计模块;5）实木榫接合家具智能设计与制造系统开发。将有限元法应用于实木榫接合家具的结构设计中,将有助于实木榫接合家具的结构优化设计、智能设计与制造。     

桉木单板层积材家具角部“L型构件”接合强度研究

以速生桉木单板层积材为基材,榫接合连接、螺钉连接的L型构件为研究对象,通过对桉木层积材家具接合构件进行抗拉和抗弯力学性能试验,观察、分析8种不同榫接合方式对"L型构件"接合强度的影响。研究结果表明,榫接合强度与接合面积有关,接合面积大则接合强度高;桉木单板层积材本身强度对榫接合无影响;采用偏心连接件、倒刺螺母螺杆连接件的接合强度较低,接合部位不够牢固,在家具的使用过程中容易产生松动。     

一种可拆装式椭圆榫节点的设计与性能分析

为实现实木椭圆榫接合家具节点的可拆装性,提出一种通过五金连接件改良椭圆榫节点的方法,测试T型构件的抗拔及抗弯力学性能,并分析节点加载过程中的力学行为及失效形式。结果发现,较对照椭圆榫节点,改良五金件连接节点的极限抗拔承载力达到5 614.61 N,提升了230%,但破坏弯矩降低了48.6%,刚性系数降低了45.6%。在保留实木椭圆榫外观及可拆装设计的前提下,本研究设计的可拆装式椭圆榫节点能满足多数木制品节点的使用强度要求,为后续实木可拆装式椭圆榫节点的优化设计提供依据及方法。     

小径材家具榫卯结构的强度研究

以陕西产苹果木小径材为基材,对不同截面形状、断面尺寸的零件"T"型榫卯接合节点进行抗弯和抗拉性能研究。结果表明:在榫卯配合参数一致时,构件节点接合强度随着零件断面尺寸的增大而提高;零件断面尺寸相同时,圆形截面的节点接合强度优于方形截面;同等条件下,小径材榫卯接合节点的抗拉强度明显高于抗弯强度。     

榫卯结构在木构建筑中的传承与发展

木构建筑的榫卯结构作为我国传统文化的瑰宝,在现代建筑中应用广泛。笔者通过对现存木构建筑中榫卯的作用以及种类的分析,归纳了木构建筑中的几种常用的榫卯及其应用方式。通过查阅资料以及实地考察,分析了国内外建筑中榫卯的应用方法,归纳出榫卯结构在现代建筑的应用现状与发展前景。从榫卯的材料和结构方面出发,介绍了现阶段榫卯的创新发展现状,结合其在建筑中应用的方法与未来发展方向,提出了榫卯的创新方向及趋势。对榫卯进行应用分析并为未来的发展提供大致的方向,为今后榫卯的再设计奠定坚实的基础,有利于对其进行更好的传承和发展。     

家具榫卯结构的现代化改良设计

通过分析家具发展现状,采用模块化、可拆装的设计方法,对榫卯结构衔接形式进行现代化改良,使传统榫卯结构能够适应机械化生产和人们现代生活方式的需求,更好地传承中国传统家具文化。     

基于HNC-8的木工榫槽现场交互自动编程数控系统的开发

在分析木工榫槽加工特点的基础上设计了一种基于HNC-8（华中8型）平台面向专业木工榫槽加工的现场交互数控自动编程系统，其中的榫槽轮廓形状数据有两种输入方式：一种是采用直接读入标准的DXF文件格式，另一种是在用户界面上直接输入所需要的各种图元（诸如NURBS曲线、直线、圆弧、圆等构成的异形图元），然后系统根据工艺、加工参数快速生成加工代码直接进行加工。实际应用表明，系统工作可靠，能快速生成所需加工代码，提高了榫槽机的自动化程度。