基于有限元法速生杨层积材增强家具直榫优化

基于有限元法速生杨层积材增强家具直榫优化

论文摘要

以T形无榫肩直通榫中榫头与榫眼的受力为依据,设计竹材增强速生杨木层积材的结构,并在满足结构强度要求的前提下,优化材料制作T形无榫肩直通榫并应用在椅凳家具后腿与望板结合部位的尺寸。采用受力分析法设计材料结构,采用有限元数值分析与试验验证结合的方法,优化材料应用的榫卯结构尺寸。结果表明,竹材增强的速生杨单板层积材用作椅子后腿与望板结合部位时,其材料强度能够满足GB10357-2013《家具力学性能试验第3部分:椅凳类强度和耐久性》的要求;试验验证的榫头破坏形式与仿真模拟基本相同,有限元优化后的径向与弦向的结构强度与试验验证结果误差分别为3.10%和3.76%;优化后T形无榫肩直通榫的尺寸为榫头榫眼宽度10mm,高度20mm,竖材截面宽度为径向25mm,弦向35mm,相同结构达到相同强度时,较未进行强化设计的速生杨木层积材能够减少径向截面宽度10mm材料用量,即在径向能够得到有效增强并节省毛料体积28.6%。研究结果可为有限元数值模拟研究复合材料的建模方法提供一定参考,为实现速生树种木材高效高质利用提供了借鉴技术。

论文目录

  • 1 材料与方法
  •   1.1 材料与设备
  •   1.2 试验方法
  •     1.2.1 层积材组合结构设计
  •     1.2.2 材料基本参数测定
  •     1.2.3 直榫结构强度有限元数值模拟
  •     1.2.4 榫卯结构强度验证
  • 2 结果与分析
  •   2.1 材料基本参数测定结果
  •   2.2 有限元数值模拟结果与讨论
  •   2.2 验证试验结果
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 曹友霖,王天龙,王娱

    关键词: 有限元,家具,速生杨单板层积材

    来源: 西北林学院学报 2019年01期

    年度: 2019

    分类: 农业科技,工程科技Ⅰ辑

    专业: 轻工业手工业

    单位: 北京林业大学材料科学与技术学院

    基金: 林业公益性行业专项重大项目:低质人工林木材家具制造关键技术研究与示范(201404502)

    分类号: TS664.02

    页码: 218-223

    总页数: 6

    文件大小: 469K

    下载量: 141

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