苹果梨木材性及其家具强度性能的研究

论文摘要

本论文以苹果梨木为研究对象，对其材性及其家具结点强度进行了试验研究，并运用有限元软件ANSYS对苹果梨木座椅进行了整体力学分析，旨在为苹果梨木家具的优化设计与开发提供理论依据和指导。通过对各结点的抗弯强度试验，得出结点的接合方式以及连接结构都不同程度地影响着结点的抗弯强度，具体总结如下：（1）试验中所用的整体式闭口不贯通椭圆榫结合结点的抗弯强度最大（1498.5N），然后是整体式闭口贯通椭圆榫接合结点（1310.2N），接着是双圆榫直角接合结点（883N），偏心连接件接合结点的抗弯强度最小（354.2N）。（2）对于同种接合方式的结点，大致可得出：T型连接结构的结点的抗弯强度大于L型连接结构的结点的抗弯强度。通过对四种T型结点的抗拔强度试验，得出：四种T型结点中，整体式闭口不贯通椭圆榫接合结点的抗拔强度最大（7635N），然后是闭口贯通椭圆榫接合结点（4113.6N），最后是双圆榫直角接合结点（2141.6N）和偏心连接件接合结点（1516N）。通过结点的抗弯强度和抗拔强度试验，可得出整体式闭口不贯通椭圆榫接合结点的强度是最好的，然后是闭口贯通椭圆榫接合结点，最后是双圆榫直角接合结点和偏心连接件接合结点。运用有限元软件ANSYS对苹果梨木座椅进行强度分析。分析表明：当对苹果梨木座椅的座面和靠背分别施加6500Pa的垂直载荷和6250Pa的水平载荷时，椅子的最大变形产生在靠背的最上方，变形量为1.095×10-3m；最大应力值为0.474×107Pa,出现在座面附近的椅后腿上。结合试验数据，得出该座椅的结构设计是合理的，强度是足够的。通过以上结论，可以看出不同接合方式和连接结构的框架式苹果梨木家具结点的强度情况。家具设计者可根据所设计的框架式苹果梨家具的受力情况的不同，选择最合适的结点接合方式和连接结构。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 果木资源概况及其利用现状
• 1.1.1 果木资源概况
• 1.1.2 果木资源利用现状
• 1.2 家具强度性能的研究概况
• 1.2.1 国外家具强度性能的研究概况
• 1.2.2 国内家具强度性能的研究概况
• 1.3 研究的目的、意义和内容
• 1.3.1 研究目的和意义
• 1.3.2 研究内容
• 第二章 苹果梨木的构造特征
• 2.1 试验材料
• 2.2 苹果梨木树皮的构造特征
• 2.3 苹果梨木的宏观构造特征
• 2.3.1 苹果梨木的主要宏观特征
• 2.3.2 苹果梨木的次要宏观特征
• 2.4 苹果梨木的显微构造特征
• 2.5 本章小结
• 第三章 苹果梨木物理力学性能的测定
• 3.1 试验材料
• 3.2 试验设备
• 3.3 苹果梨木气干密度的测定
• 3.4 苹果梨木抗弯弹性模量的测定
• 3.5 苹果梨木抗弯强度的测定
• 3.6 苹果梨木顺纹抗压强度的测定
• 3.7 苹果梨木横纹局部抗压强度的测定
• 3.8 苹果梨木抗剪强度的测定
• 3.9 苹果梨木硬度的测定
• 3.10 苹果梨木与几种家具用木材的物理力学性能对比
• 3.11 本章小结
• 第四章 框架式苹果梨木家具的结点强度试验
• 4.1 框架式家具的结构
• 4.2 框架式家具的结点强度
• 4.3 框架式苹果梨木家具的结点强度试验
• 4.3.1 试验材料
• 4.3.2 试验设备与参数设置
• 4.3.3 试验设计
• 4.3.4 结点接合部位的技术要求
• 4.4 试验结果分析与比较
• 4.4.1 结点的抗弯强度试验结果分析与比较
• 4.4.2 结点的抗拔强度试验结果分析与比较
• 4.5 本章小结
• 第五章 框架式苹果梨木家具的结点强度计算
• 5.1 结点破坏弯矩的计算
• 5.2 椭圆榫接合结点抗弯力矩的理论计算
• 5.3 双圆榫直角接合结点抗弯力矩的理论计算
• 5.4 偏心连接件接合结点拔出比阻的理论计算
• 5.5 本章小结
• 第六章 有限元软件 ANSYS 在苹果梨木家具强度分析中的应用
• 6.1 有限元法简介
• 6.1.1 有限元法概念
• 6.1.2 有限元软件
• 6.1.3 有限元软件 ANSYS 的应用
• 6.1.4 运用 ANSYS 进行结构分析的过程
• 6.2 家具强度分析实例
• 6.2.1 分析问题描述
• 6.2.2 建立有限元模型
• 6.2.3 定义单元类型
• 6.2.4 定义材料属性
• 6.2.5 网格划分
• 6.2.6 施加载荷并求解
• 6.2.7 查看求解结果
• 6.3 结论
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介