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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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椭圆榫过盈配合量与木材密度的关系 总被引：3，自引：0，他引：3
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. 相似文献
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现代红木家具中直角榫榫卯配合尺寸关系分析 总被引：1，自引：0，他引：1
《木材工业》2016,(4)
对红木家具生产中的直角榫榫卯配合尺寸进行测量,计算并发现直角榫榫卯三维结构的公差配合规律。实测结果显示,红木家具构件直角榫公差配合关系中,榫眼宽与榫头厚为过盈配合,与QB/T 4452-2013《木家具极限与配合》要求略有差异,分析产生差异的原因,提出标准修改建议。 相似文献
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以数学方法对榫眼形状进行描述 总被引：1，自引：0，他引：1
为家具、门窗等特殊行业需要的直榫榫眼数控加工提供数学描述理论,提出的这些理论将为数控加工常见的几种直榫榫眼的数学模型建立提供基础理论,为研究直榫榫眼形状的视频再现提供数学方法。所提出的理论与榫眼加工工艺相结合,将为木榫榫眼加工的CAD/CAM和数字化控制以及科学管理提供理论依据,并将极大地促进传统榫眼加工工艺。通过本文的研究,可以将加工过程数学描述研究应用到木材及家具工业中。 相似文献
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我国传统家具是以木材为主要原料的.其结构统由方材、木框、拼板和箱框这四类结构要件构成.而零件、组件或合件绝大多数是以榫孔接合组成木制家具的.胴式家具是典型的框式榫眼结构.这种传统的结构方式及其加工工艺,从产品设计、零部件加工到成品装配,都不便于现代化的大生产,其工序繁多、加工复杂、劳动强度大、不便于机械化自动化生产.随着家具加工工艺和生产设备的进一步完善,以及人造板和塑料制品在家具工业中的广泛应用,家具结构的改 相似文献
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<正>木工双台面数控制榫机是目前家具企业广泛使用的实木制榫设备。该设备工作效率高,可数控铣制不同角度的方榫、圆榫和腰圆榫(长圆榫),可双台面循环交替加工,也可单台面加工。该设备在作业时,控制面板上的参数设置较为复杂,特别是刀具对零和榫间距参数设置,当工件榫头位置或尺寸发生变化时,都要通过手动对刀来重新调校刀具零位,同时还要修正榫间距等相关参数,以确保制榫精度。因此,刀具对零与榫间距参数修正是该设备作业的技术难点。由于设备使用 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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为解决儿童实木家具零部件存在的多样化问题,利用成组技术对零部件进行标准化试验。选取20件儿童家具,零部件共1 084个,其中实木零部件共705个,通过加工相似性原理,取零件的3个关键结构特征进行分析,包括:零件长边方向中心线、长边方向外表面形状、短边方向外表面形状,依据工艺相似性,对零件进行分类;据此建立儿童家具零件族,并对零件族中零部件分布情况进行分析,将尺寸相差在2 mm内的零部件合并、尺寸值以合并前零件数量较多的为主,且向原规格或其1/2靠拢的方法对零件规格尺寸进行优化设计。结果为厚度规格种类减少了20种,宽度规格种类减少了12种,从而提高儿童家具的生产效率,降低生产成本,缩短研发周期。 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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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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以南方速生脱脂马尾松松木为基材,以"L"型和"T"型构件为基本构件形式,采用力学实验方法 ,对理想使用状态——即在外力垂直荷载匀速加载的作用下使构件节点发生破坏或变形,测试构件节点破坏强度值及其破坏或变形形式。实验针对8种不同框架节点接合方式(贯通直角单榫接合、不贯通直角暗榫接合、双圆榫接合、倒刺螺母连接件接合、双圆榫与倒刺螺母共同接合、三件式偏心连接件接合,以及45°双圆榫斜角接合和45°不贯通榫斜角接合)的接合强度进行测定。实验结果表明:(1)对于直角连接构件,采用贯通直角单榫接合时的节点接合强度最大;双圆榫与倒刺螺母共同连接的节点接合强度次之;然后强度值从高到低依次为双圆榫接合、倒刺螺母螺杆连接件接合、不贯通直角单榫接合,接合强度最小的是偏心连接件接合;(2)对于45°斜角连接构件,采用45°不贯通榫斜角接合的节点强度大于45°双圆榫斜角接合的节点强度;(3)在相同条件下,"T"型实木构件的节点接合强度总体上大于"L"型实木构件的节点接合强度。研究表明:节点处的基本构件形式("L"型或"T"型)、角部构件的连接形式(直角构件或斜角构件),以及节点的接合方式等都不同程度地影响着马尾松松木家具框架节点的接合强度。 相似文献
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在分析木制家具榫卯结构形式及工艺的基础上,设计了数控多轴榫槽机MX3815C和数控双端铣榫机MXK3812A及其电控系统与人机界面,重点介绍了台面前倾角度的调整机构和压料夹紧机构,人机界面的设计以自动化程度高、榫头尺寸修改快捷、操作简单方便为基本原则。 相似文献