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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。 相似文献
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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。 相似文献
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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。 相似文献
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基于摩擦特性的榫接合节点抗拔力研究 总被引：1，自引：0，他引：1
《林业工程学报》2017,(4)
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。 相似文献
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竹集成材是符合“双碳”目标的可持续发展绿色材料,具有“以竹代木”的巨大潜力。本研究借助竹集成材优良材料性能,基于榫卯结构特性,以竹集成材榫接合椅子为例,运用有限元法(FEM)进行椅子静载荷及耐久性分析,探究竹集成材榫接合椅子及榫接合节点力学特性,搭建响应面模型求解竹集成材T型椭圆榫接合节点榫卯尺寸与其最大等效应力、总形变和最小安全系数的关系,并运用MOGA多目标遗传算法以形变最小化、安全系数最大化为优化目标,进行榫卯尺寸优化。结果表明：竹集成材榫接合椅子静载荷分析所得椅子最大等效应力为6.818 MPa,位于座面大边与椅后腿榫接合节点;最大等效应变值为4.245×10-3,位于椅子扶手与椅后腿榫接合节点;椅子发生的最大形变为4.433 mm,分布在椅子靠背位置。椅子耐久性分析所得最大等效应力及最大等效应变均位于椅子扶手与椅后腿榫接合节点,分别为4.999 MPa和3.113×10-3;椅子整体发生的最大形变为3.251 mm,位于椅子靠背上端。由竹集成材T型榫接合节点响应面分析可知,椭圆榫接合节点的最大等效应力及最大形变随着榫头厚度a及榫头长... 相似文献
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杨越淳任毅张继娟张仲凤 《林产工业》2022,(9):50-54
以竹集成材为载体,通过用户感知觉、设计美学、力学强度3方面评价竹集成材作为榫卯家具用材的适用性。在竹集成材用于榫卯家具的用户感知觉、设计美学评价方面,参考CMF设计方法,将竹集成材色彩特性、材料特性、表面处理加工工艺3方面作为评价内容。以家具腿、扶手等部位常应用的T型榫接合构件为例,通过测试9组不同榫头尺寸配合的竹集成材T型榫接合试件的抗弯强度,计算得到其破坏弯矩,评价榫卯家具的力学强度,探究竹集成材家具榫卯节点力学抗弯强度及榫卯尺寸配合的影响规律。结果表明:竹集成材能够满足用户情感需求,符合榫卯家具设计审美,符合榫卯家具力学强度要求,适用于现代榫卯家具的设计与制造。基于对竹集成材用于榫卯家具的适用性评价,提出线形设计、榫卯减量化设计、可拆装榫卯设计3种符合现代加工生产、设计审美及情感需求的竹集成材榫卯家具设计策略,为榫卯家具的现代化转译设计和缓解木材资源供给压力提供方法。 相似文献
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Numerical analysis of furniture constructions 总被引：2，自引：0，他引：2
J. Smardzewski 《Wood Science and Technology》1998,32(4):273-286
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. 相似文献
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唐开军 《中南林业科技大学学报(自然科学版)》1999,(3)
家具的结实与稳定程度,一直是用户选购家具时所考虑的主要因素,同时也是衡量家具质量优劣的主要标准．对家具几种常用的、易受损坏的榫接合形式在承载荷过程中所受的各类力进行了分析;并在此基础上给出了对所受各类力进行量化计算的数学模型 相似文献
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明清竹家具是中国传统竹家具发展的高峰期,在当前“以竹代塑”背景下,其优秀的造型艺术,尤其是有别于硬木榫卯结构的结构形式为竹家具的创新设计提供了一定的文化源泉。文章依据组成家具的结构部件是否必要的原则,梳理归纳出明清竹家具结构形式可以分为主体结构形式和辅助结构形式2类。同时,从罗兰·巴尔特符号学“外延/内涵”二元理论出发,论述了明清竹家具主体结构形式符号以外延意义为主、辅助结构形式符号以内涵意义为主,进而总结出主体结构形式符号的外延意义是实用功能性的、辅助结构形式符号的内涵意义是审美装饰性的。对于明清竹家具结构形式符号学视角的考察,一方面丰富了明清竹家具研究的理论系统,另一方面可以为当前竹家具的创新设计提供造型意义传达的实践指导。 相似文献
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Finite element analysis of stress and strain distributions in mortise and loose tenon furniture joints 总被引：1，自引：0，他引：1
We studied the effect of loose tenon dimensions on stress and strain distributions in T-shaped mortise and loose tenon （M＆amp;LT） furni-ture joints under uniaxial bending loads, and determined the effects of loose tenon length （30, 45, 60, and 90 mm） and loose tenon thickness （6 and 8 mm） on bending moment capacity of M＆amp;LT joints constructed with polyvinyl acetate （PVAc） adhesive. Stress and strain distributions in joint elements were then estimated for each joint using ANSYS finite element （FE） software. The bending moment capacity of joints increased significantly with thickness and length of the tenon. Based on the FE analysis results, under uniaxial bending, the highest shear stress values were obtained in the middle parts of the tenon, while the highest shear elastic strain values were estimated in glue lines between the tenon sur-faces and walls of the mortise. Shear stress and shear elastic strain values in joint elements generally increased with tenon dimensions and corre-sponding bending moment capacities. There was consistency between predicted maximum shear stress values and failure modes of the joints. 相似文献
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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。 相似文献
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