竹集成材椅類家具結(jié)構(gòu)連接性能的研究.pdf

1、隨著家具工業(yè)化生產(chǎn)不斷擴(kuò)大,木材資源匱乏與工業(yè)化生產(chǎn)之間的矛盾日益突出,上世紀(jì)末國(guó)家林業(yè)局竹子研究專家提出“以竹代木”,在看到竹材優(yōu)越性的同時(shí)近一步提出了“以竹勝木”。竹材在家具生產(chǎn)中已有使用,但也存在問題。關(guān)于竹材運(yùn)用的相關(guān)力學(xué)性能研究較少,只有了解材料,才能更好的運(yùn)用材料。
　　本文針對(duì)竹集成材椅類家具結(jié)構(gòu)連接性能進(jìn)行研究,通過模擬腿部構(gòu)件(“L”型構(gòu)件)在實(shí)際使用過程中破壞的實(shí)驗(yàn),主要獲得以下研究結(jié)論:
　　1.調(diào)研座

2、椅在使用過程中存在的問題,分析座椅在使用狀態(tài)下可能出現(xiàn)的受力狀況,找出導(dǎo)致座椅結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)松動(dòng)、五金連接件脫落等破壞的根源。座椅結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分析后,簡(jiǎn)化所得結(jié)構(gòu)模型即“L”型或“T”型構(gòu)件,整件座椅就是由這些構(gòu)件組合而成;受力狀態(tài)分析確定了結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)破壞的力有兩類,Open力與Close力,這對(duì)反復(fù)作用力是導(dǎo)致座椅五金連接節(jié)點(diǎn)破壞松動(dòng)的關(guān)鍵力。
　　2.針對(duì)座椅在使用過程中的松動(dòng)、破壞問題的研究轉(zhuǎn)化為對(duì)“L”型構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)的研究（“T”

3、型同理）,首先利用萬能力學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)測(cè)定Open力和Close力破壞的最大靜載荷,實(shí)驗(yàn)結(jié)果為Open力破壞最大靜載荷160N,Close力破壞最大靜載荷200N;
　　3.運(yùn)用測(cè)得的最大破壞靜載荷的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,測(cè)試Open力和Close力對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐疲勞/耐久性,Open力的測(cè)試范圍選取為180N、200N和220N,Close力測(cè)試范圍選取為160N、180N和200N,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均在試件受力狀態(tài)下測(cè)量。實(shí)驗(yàn)分別測(cè)得Open力和Clo

4、se力與沖擊次數(shù)n以及角位移θ變化的數(shù)據(jù),假設(shè)三者之間在數(shù)據(jù)測(cè)量的范圍內(nèi)存在線性變化關(guān)系（力與沖擊次數(shù)二者之間不存在線性關(guān)系）,建立二元線性數(shù)學(xué)模型,獲得Close力產(chǎn)生的角位移(θ)與沖擊力(F)、沖擊次數(shù)(n)的變化關(guān)系為θ=-5.5381+0.03195F+0.00021n,其中F∈[160,200],n＞0;Open力產(chǎn)生的角位移(θ)與沖擊力(F)、沖擊次數(shù)(n)的變化關(guān)系為θ=-4.8436+0.024394F+0.0002

5、2n,其中F∈[180,220],n＞O。從力的系數(shù)上,Close力的系數(shù)明顯大于Open力的系數(shù),Close力的破壞影響大于Open力,是造成構(gòu)件破壞的主要力;從沖擊次數(shù)的系數(shù)上看,Open力的沖擊次數(shù)的系數(shù)接近Close力,說明沖擊次數(shù)對(duì)Open力、Close力影響等同。
　　4.測(cè)試試件受力（Close力和Open力）狀態(tài)與不受力狀態(tài)角位移的變化關(guān)系,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)對(duì)于Close力:隨著沖擊次數(shù)的增加,屈服形變“恢復(fù)量”相對(duì)于屈服

6、形變量呈線性增加的關(guān)系,隨著沖擊次數(shù)的增加,屈服形變“恢復(fù)量”＞100％,試件破壞;對(duì)于Open力隨著沖擊次數(shù)的增加,測(cè)得構(gòu)件不受力狀態(tài)的角位移恢復(fù)量相對(duì)于受力狀態(tài)的屈服量變化關(guān)系逐漸趨于定值,測(cè)試2000次之后不斷趨于30％。二者對(duì)比發(fā)現(xiàn),Close力所造成的屈服形變破壞比Open力的屈服形變嚴(yán)重。
　　本研究獲得的結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)破壞的最大靜載荷以及耐疲勞、耐久性破壞的相關(guān)數(shù)據(jù),可以指導(dǎo)工廠依據(jù)不同的使用需求改善結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)