面向设计师的办公桌研究和设计文献综述

 2022-07-24 11:07

文献综述

目前,国内对家具连接件的力学性能研究主要集中于以下领域:

1.各种材质的握钉力,这些试验主要从螺钉种类、导孔直径、拧入深度等方面来进行研究。

如:《棉秆重组方材握钉力研究》[1]。作者以棉秆重组方材为试验材料,采用正交试验研究螺钉种类、导孔直径以及拧入深度3个因素对基材端面、侧面及板面握钉力的影响。结果表明:棉秆重组方材板面握钉力高于侧面握钉力和端面握钉力;导孔直径、拧入深度和螺钉种类3种因素均对棉秆重组方材端面握钉力的影响不显著,螺钉种类对侧面握钉力的影响显著,螺钉种类和拧入深度对板面握钉力的影响显著;在试验范围内,棉秆重组方材(0.75g/cm3)3个面螺钉接合的最优条件均为:选用开槽沉头木螺钉,导孔直径为3.2mm,拧入深度为24mm。在实际产品加工应用中,尽量避免螺钉纵向拧入,应在横纹方向拧入;选择螺距较小、牙顶较宽的螺钉类型,适当减小导孔直径及增大螺钉拧入深度的方法可提高棉秆重组方材家具的螺钉接合强度。

如:《3种常用螺钉对家具用竹集成材面握钉力的研究》[2]。作者以毛竹片和低甲醛脲醛树脂胶黏剂为原料,采用正交试验法研究螺钉种类、导孔直径、拧入深度对家具用竹集成材面握钉力的影响。结果表明,螺钉种类对螺钉接合强度影响不显著,其中十字槽沉头自攻螺钉对其影响大些;导孔直径和拧入深度对螺钉接合强度影响显著;减小导孔直径、提高拧入深度能显著提高螺钉接合强度。

2.传统榫卯的力学性能研究。

如:《传统家具榫卯结构的性能与设计进化研究》[3]。在部分章节中,作者选取了传统家具中比较具有代表性的四种接合形式,即45°角度接合(二维)、格肩榫、粽角榫、走马梢进行力学试验和分析。试验结果表明:在现代胶粘剂的作用下,45°角度接合(二维)的抗弯强度极值排列为揣揣榫gt;直角榫gt;传统夹角榫接结构,但与其他接合形式相比,传统夹角榫接结构抗弯耐久性较好,结构发生破坏后强度并非立刻丧失,而是经过几段反复后强度逐渐降低;格肩榫的抗弯强度略高于直榫,格肩榫(有虚肩)的设计主要是为解决传统家具中枨容易拔出的结构问题,而并非为增强抗弯强度;传统粽角榫抗弯强度极值较大,抗弯耐久性较好,需要注意的是夹持长边得到的抗弯强度极值要大于夹持短边的抗弯强度极值。这从另外一个角度说明传统粽角榫结构中腿子的端部开长短榫的设计是合理的,除了有避榫的因素,更有结构强度上的考虑;走马梢的引拔强度较低,不适合用于承重的部位,其引拔强度的大小与榫孔材选用材料的顺纹抗剪强度相关,榫孔材纵裂并同榫孔角剪断是走马梢接合构件最常出现的破坏模式。

如:《榫卯结构破坏特征及其抗拉强度的试验》[4]。作者研究了马尾松Pinusmassoniana木材榫卯结构拉伸试验的破坏特征及干、湿种初始含水率状态下的抗拉伸强度随含水率变化的情况。结果表明榫卯接合构件的强度-行程曲线是一条峰、谷值不断下降的锯齿状曲线,分析认为榫卯结构的拉伸破坏过程是一个静磨擦与动磨擦交替变化的过程;高含水率马尾松材制作的榫卯结构随着含水率进一步下降,抗拉强度下降非常明显,而低含水率马尾松材制作的榫卯结构随着含水率升高,抗拉强度会增加。因此,用于制作木制品的木材需将含水率干燥到当地气候的平衡含水率以下,以保证木制品结构的稳定性;增加榫头与榫眼的过盈量实现紧配合有助于提高榫卯结构的接合强度。

但是针对木质螺钉的力学性能研究,国内外暂无类似资料。

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