木材压缩多向弯曲技术

木材压缩多向弯曲技术

宋魁彦[1]2003年在《木材压缩多向弯曲技术》文中提出本论文结合黑龙江省攻关课题“木材压缩多向弯曲技术”,采用北方重要的商品材树种春榆,进行了木材压缩多向弯曲的技术研究。在实验中,进行了木材的软化、木材顺纹压缩和弯曲定型,这也是该课题研究的主要方面。在实验过程和后期的技术分析中,对木材软化机理和技术条件、顺纹压缩机理和技术条件、木材最小弯曲曲率半径和多向弯曲实验、弯曲定型以及强度检测等方面进行了探索和分析。 通过对实验数据的分析和讨论:木材在外力作用下的粘弹性特性与木材的软化温度、时间和压缩率等方面有着紧密的联系;木材的压缩率与木材的回弹率成反比关系;在木材允许的压缩变形内,木材的压缩率越大,木材弯曲的曲率半径就越小;木材的软化时间长,木材的粘弹性变形和塑性变形大,有利于木材的压缩和多向弯曲,但是软化时间过长,木材的塑性加大,在木材的纵向方向上的压缩均匀性较差。本研究对于进一步深入研究木材压缩多向弯曲技术打下了一个良好的基础,也为将该技术应用到生产领域开辟了道路,为填补国内空白创造了有利的条件。

宋魁彦, 王逢瑚[2]2003年在《木材顺纹压缩多向弯曲技术》文中提出文中介绍了木制品和家具行业生产弯曲件的现状及存在的问题,分析了木材顺纹压缩多向弯曲技术和开发研究该项技术的广阔前景,通过对榆木和水曲柳木材的压缩多向弯曲实验,获得了实验条件下木材顺纹压缩多向弯曲技术的机理和技术条件,为该技术尽快应用于生产实际打下了坚实的理论基础和工艺条件。

宋宇宏[3]2003年在《水曲柳多向弯曲的研究》文中研究指明本论文研究水曲柳的多向弯曲。在探讨理论依据和弯曲可行性的前提下,按照木材压缩弯曲的流程进行了木材软化、顺纹压缩、多向弯曲和干燥定型实验,测定了最小曲率半径。运用力学知识对弯曲时木材的中性层、弯曲后的木材的回弹进行了分析;运用数学软件对压缩影响因素与压缩回弹后的木材的长度进行了函数拟合。从而为木材的多向弯曲提供了理论基础。 木材软化的效果在一定范围内与软化时间成正比,超过一定时间,木材的塑性不再改变;软化条件一定,压缩量增大可以提高木材的塑性;木材弯曲时,应力中性层与应变中性层发生内移,多向弯曲的中性层是连续的,多向弯曲与单向弯曲受软化和压缩的影响是一致的;木材弯曲后,控制木材的含水率是降低回弹的一个重要方面。

佚名[4]2000年在《多向弯曲的实木问世》文中提出丹麦康普沃德公司最近用一种木材压缩新技术弯曲实木,可随心所欲地把木材弯曲成任意形状,为弯曲实木家具的生产提供了一种全新的手段。这种木材压缩技术的基本方法是,将锯好或刨好的含水率为20%~25%的木料放进汽蒸罐内进行喷蒸加

佚名[5]2000年在《多向弯曲的实木》文中研究说明丹麦康普沃德公司(Compwood Mschines Ltd)用一种木材压缩新技术弯曲实木,可随心所欲地把木材弯曲成任意形状,为弯曲木家具的生产提供了一种全新的手段。这种木材压缩技术的基本方法是:将锯好或刨好的木料(含水率为20~25%)放进汽蒸罐内进行喷蒸加热使其软化,然后用液压机顺着木料纤维方向进行纵向压缩,把木料的纵向尺寸压缩至原尺寸的80%,木材内部的细胞壁就变成皱褶状,便于下一步的弯曲;一般,湿木料被压缩几分钟后,就可以极其轻

宋魁彦, 王逢瑚, 宋宇宏[6]2005年在《水曲柳顺纹压缩多向弯曲技术》文中提出木材可以进行弯曲,但是要获得较小的弯曲曲率半径和进行多向弯曲,需增大木材的塑性;运用木材软化处理压缩技术,使木材细胞壁中微纤丝之间产生滑移,形成褶皱;在允许的形变范围内获得较小的单向和多向弯曲曲率半径;然后采用定型技术使压缩弯曲木的形状稳定。

赵辉[7]2007年在《木材压缩弯曲理论及其设备研究》文中研究表明人们在很早以前就已经应用火烤法弯曲木材,随着生活水平的提高,弯曲木被越来越多地应用在家具及门窗上,弯曲木构件的加工水平也越来越高,相继出现了手工弯曲、机械弯曲和数控弯曲等加工方法,计算机技术的发展也对弯曲木的加工产生了巨大的推动作用。弯曲木加工,首先要进行木材原料选择,只有选择了适合弯曲的树种才能进行下一步的软化处理,软化过程是将木材放入高温高压的容器中,经过长时间的蒸煮使其软化,必要时可以加入氨水以提高软化效果。随着科技水平的提高,高频和微波加热软化是今后发展的主要方向之一。随着弯曲方式的多样化,局部加热、局部压缩、局部弯曲也是达到木材多向弯曲的手段,这样可以减少拼接和胶合带来的麻烦,提高弯曲木的美观和耐用性。目前世界各国的压缩机多以成捆压缩为主,成捆压缩可以弥补因单根木条上的缺陷而引起的压缩不均现象,本文对成捆压缩的布局和压缩方法进行了讨论,对于工业化生产有一定的实践意义。无论是手工弯曲还是机械弯曲都需借助一定的工具,模具、刚带是在弯曲过程中起着决定性作用的工具,它可以使中性层外移,减少外层纤维劈裂的可能性,提高弯曲木成品率;在同等条件下,缩小木材最小弯曲半径,达到更大的弯曲曲率。文中分别对矩形截面和圆形截面的弯曲木的最小弯曲半径加以分析,并用图表说明了最小弯曲半径的变化范围,即使同样是使用钢带,用端部可调的钢带比用端部固定的钢带弯曲木材所形成的弯曲半径更小。对弯曲成形理论进行了分析,弯曲木中性层的位置是决定弯曲成功与否的关键,通过对简式弯曲和复式弯曲的分析,对简式弯曲的中性层位置进行了定量描述,指出了与其相关的两个重要参数(极限拉伸强度与极限压缩强度)的关系;定性地说明了钢带弯曲对中性层的外移而导致高成品率的原因。在对复式弯曲方法的分析中,指出其提高弯曲木密度,增加构件刚度的原因。在研究过程中发现,传统的复式弯曲方法在加工无固定旋转中心和曲率较小的弯曲木构件时应用受到限制,提出了数控复式弯曲方法,解决了无固定旋转中心和曲率变化较大的弯曲木构件的加工问题,并能与发展相对完善的数控系统连接起来,对弯曲木加工业具有很大推动作用。文中对机械手弯曲进行了描述,机械手弯曲也是机械与数控系统相结合的弯曲技术,它对木材多向弯曲是一个突破,可以很好地解决木材多向弯曲的成形问题。文中对弯曲的轨迹设计和进给量的计算进行了详细说明,并应用实例进行了分析。但是,这种方法的局限性是无法将钢带加入其中,对弯曲木的最小弯曲半径有一定的限制。机械手弯曲是由计算机控制的,所以可以利用计算机资源对木材进行有限元分析,通过有限元分析可以迅速求解木材在特定条件下的弯曲形状和弯曲应力,更有利于在弯曲过程中实时考虑木材湿度、弹性模量和材种等各方面的因素。对弯曲成形和铣削成形的弯曲构件进行了对比分析,通过数学描述解析方法证明了弯曲成形的构件具有更高的强度,同时也指出了两者在出材率上的差异。对我国弯曲木加工企业的技术改进和木材的深加工利用将有一定的价值。确立了数控弯曲设备(弯曲机械手)的总体结构,设计了其控制系统,并对系统实现的功能及系统的特点进行了详细的说明。以国家林业局“948”项目“压缩法加工弯曲木生产工艺技术及设备引进”和国家“863”计划项目“弯曲木成形加工机器人生产线”为课题来源,并得到了它们的资助。

宋魁彦, 王逢瑚, 宋宇宏[8]2004年在《榆木顺纹压缩弯曲技术》文中研究指明木材从力学角度上看是一种粘弹性材料 ,从结构上看又是一种多孔材料 ,木材的这个特性 ,可以使其进行简单的弯曲 ,但是要获得较小的弯曲曲率半径 ,首先应强化木材软化机理的研究 ,增大木材的塑性 ;其次研究木材软化处理后的顺纹压缩机理和压缩技术 ,使木材在顺纹压力的作用下 ,细胞壁中微纤丝之间产生滑移 ,导致木材细胞壁的壁层纵向产生褶皱 ,木材在弯曲力矩的作用下 ,弯曲时的受压面形成褶皱 ,受拉面形成展皱 ,在允许的形变范围内获得较小的弯曲曲率半径。本文研究结果表明 ,试件尺寸为 2 80mm× 1 6 5mm× 1 6 6mm时 ,经过水热软化处理后 ,顺纹压缩率达到 2 4 % ,试件回弹后的长度最小为 2 6 1 74mm时 ,弯曲的曲率半径最小为 4 2 5mm ,测试的试件平均值为 5 6 94mm。

佟达, 宋魁彦, 李坚[9]2011年在《水热-微波软化处理对水曲柳弯曲的影响》文中研究说明采用水热-微波处理方法对水曲柳幼龄材和成熟材进行软化处理,通过顺纹压缩率、单维和多维弯曲最小曲率半径表征木材软化效果。以XRD,FTIR等方法测定木材表面组成、结晶度变化,分析软化处理对木材顺纹压缩和弯曲曲率的影响。结果表明:水热-微波处理可显着增强木材的软化性能,使木材表面羟基数量显着增加,非结晶区微纤丝趋于有序,相对结晶度提高,结晶区表面微纤丝羟基裸露,氢键键合增强,结晶区宽度增加。当水煮处理时间为140~150min、微波处理时间为350s时,试材顺纹压缩率最大,单维和多维弯曲时的曲率半径最小。

李胜永[10]2008年在《压缩木压缩机械PLC控制系统的研究与开发》文中认为随着经济的发展,人们对生活品质的要求逐步提高,对自己生活空间中不可缺少的木制品的要求也出现了新的趋向。常常需要在木制产品的造型设计上添加曲线和曲面以满足木制品的审美要求和使用功能要求。传统的木材弯曲和制作技术不仅浪费严重,还不能达到理想的曲率半径。国内外对木材弯曲技术的研究越来越多,其中实木顺纹压缩弯曲技术是丹麦20世纪90年代推出的最新技术。该技术与传统的压缩木和弯曲木不同,在强化木材软化机理的研究,增大木材的塑性的基础上;研究木材软化处理后的顺纹压缩机理和压缩技术,使木材在顺纹压力的作用下,细胞壁中微纤丝之间产生滑移,导致木材细胞壁的壁层纵向产生褶皱。木材在弯曲力矩的作用下,弯曲时的受压面形成褶皱,受拉面形成展皱,在允许的形变范围内获得较小的弯曲曲率半径。这种特性极大地促进了家具、装饰、工艺等产品的创新发展。可是该技术的关键环节——压缩木弯曲机械对树种和工艺参数的要求近似苛刻,自动化程度也不高。而且目前还没有适合我国压缩弯曲木生产的完善的生产设备和控制系统。针对上述情况,本课题在引进和吸收国外先进技术的基础上,旨在对丹麦Compwood公司的CW-011型压缩木生产设备进行基于PLC的自动化改造,设计自动控制系统,提高该领域国内的生产自动化程度。本自动控制系统研究、设计和开发是基于现场信号的采集,PLC控制,触摸屏监控,实时调节。自动控制系统把现场位置信号、蒸煮温度信号、压力信号作为控制系统控制依据,各种信号传感器是现场在线的检测系统,检测系统对蒸煮装卸载环节、蒸煮环节和纵向压缩环节中现场参数进行快速、准确的检测,并把采集信号传给系统核心PLC,经PLC分析处理,输出控制信号,控制现场设备的运行。本自动控制系统具有实时监测、数据处理、触摸屏在线显示、系统自检功能。在系统研制过程中,通过模拟系统的离线模拟测试,获得了理想的数据结果,预计在课题项目投入实践后能获得理想的压缩效果,提高国内压缩木生产的自动化程度。

参考文献:

[1]. 木材压缩多向弯曲技术[D]. 宋魁彦. 东北林业大学. 2003

[2]. 木材顺纹压缩多向弯曲技术[J]. 宋魁彦, 王逢瑚. 家具. 2003

[3]. 水曲柳多向弯曲的研究[D]. 宋宇宏. 东北林业大学. 2003

[4]. 多向弯曲的实木问世[J]. 佚名. 中国建设信息. 2000

[5]. 多向弯曲的实木[J]. 佚名. 家具. 2000

[6]. 水曲柳顺纹压缩多向弯曲技术[J]. 宋魁彦, 王逢瑚, 宋宇宏. 家具. 2005

[7]. 木材压缩弯曲理论及其设备研究[D]. 赵辉. 东北林业大学. 2007

[8]. 榆木顺纹压缩弯曲技术[J]. 宋魁彦, 王逢瑚, 宋宇宏. 林业科学. 2004

[9]. 水热-微波软化处理对水曲柳弯曲的影响[J]. 佟达, 宋魁彦, 李坚. 林业科学. 2011

[10]. 压缩木压缩机械PLC控制系统的研究与开发[D]. 李胜永. 南京林业大学. 2008

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