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基于木材材质特性的桐木家具设计研究

作　者: 李江晓
导　师: 李若凝
学　校: 河南农业大学
专　业: 森林经理
关键词: 泡桐材性家具结构拆装燕尾榫设计
分类号: TS664.01
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 235次
引　用: 3次
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内容摘要

泡桐是我国短周期定向工业用材林重要的栽培树种之一,也是我国轻软木材中材质较优的木材,广泛应用于家具制造方面。本文在对泡桐木材质特性以及传统家具结构进行系统分析的基础上,提出了无胶燕尾榫可拆装结构的家具设计方式,并且对泡桐箱体式家具结构的稳定性、强度、耐久性、零部件间接合力的强度进行对比试验分析,实验结果证实无胶燕尾榫不可拆装结构满足家具基本使用性的要求。泡桐木箱体式家具可以采用无胶燕尾榫可拆装结构进行设计与生产制造。此研究对泡桐木家具的开发设计和生产实践具有一定的指导作用。同时本论文的研究成果对其它人工速生材实木家具的开发设计和生产制造,以及对实木家具结构强度设计的研究具有一定的示范指导作用。1)系统分析了泡桐材质特性。综合分析可知:泡桐材色较浅,木纹流畅大方、井然有序、轻松自然;易经漂白、染色加工制成人造红木、人造珍贵木材等效果;无特殊气味,可制成各种用途的家具;可以吸收紫外线,又能反射红外线,可以大大减轻眼睛的疲劳程度;强重比较高,适于制作要求木材轻而强度相对大的某些制品;具有人体较适应的冷暖感;干缩湿涨性较小;有良好的吸湿和解湿功能,能够自动调节室内空气的干湿度;吸声、隔音效果好,能够平衡整体空间的环境音;加工性能较好,是良好的家具制作材料。但泡桐材质疏松,握钉力低,易被金属等腐蚀等特点,使家具零部件间不宜采用连接件接合,因此可拆装结构。2)找出了传统家具结构形式存在的弊端。传统泡桐家具榫卯结构种类极多、结构复杂,无法满足家具设计要在材料、结构、加工工艺、产品流通等方面与现代社会需求、先进生产装备、先进技术保持基本一致的要求,不利于家具的维修和回收、循环利用。3)结合泡桐木材质特性与现阶段泡桐家具的结构形式,提出不加胶燕尾榫的可拆装泡桐木家具新型结构形式,即家具零部件制造采用板式零部件或框架接合的形式,如木框嵌板和木框镶板结构,而部件之间的连接结构则为框式或板式。考虑用各种插接结构将零部件组装而成的、可以反复拆卸和安装的无连接件拆装家具;而部件或零件间采用传统的榫接合以及少量的钉接合、连接件接合、胶接合。4)通过家具结构强度检测,测定加胶与无胶燕尾榫不可拆装结构家具稳定性、强度和耐久性,并得出以下结论:加胶燕尾榫不可拆装家具各个部件的横纹抗拉强度一般只受榫头斜角部分的倾角大小、胶层的胶合强度和榫头木材的抗挤压强度的影响。无胶燕尾榫可拆装结构的横纹抗拉强度除与榫头斜角部分的倾角大小有关外,只与榫头木材的抗挤压强度有关。5)进行对比分析并证实无胶燕尾榫可拆装结构满足家具基本使用性要求。泡桐木箱体式家具可以采用无胶燕尾榫可拆装结构进行设计与生产制造。

全文目录

致谢  4-8
摘要  8-9
1 文献综述  9-14
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 研究现状  10-14
    1.2.1 泡桐资源现状  10
    1.2.2 泡桐材研究现状  10-12
    1.2.3 泡桐木家具现状  12-14
2 引言  14-22
  2.1 研究的目的和意义  14-15
    2.1.1 研究的目的  14-15
    2.1.2 研究的意义  15
  2.2 主要研究内容、预期成果  15-16
    2.2.1 本课题主要研究内容  15
    2.2.2 本研究的预期成果  15-16
  2.3 泡桐木材质特性  16-20
    2.3.1 泡桐木材质的解剖特性  16-17
    2.3.2 泡桐木材质的化学组成及特性  17-18
    2.3.3 泡桐木材质的物理特性  18-19
    2.3.4 泡桐木材质的力学特性  19
    2.3.5 泡桐术材质的加工特性  19-20
  2.4 本章小结  20-22
3 基于泡桐木材质特性的家具设计  22-43
  3.1 泡桐木家具结构分析  22-26
  3.2 泡桐家具加工工艺过程  26-28
    3.2.1 原材料的制备  26-27
    3.2.2 家具生产工艺  27-28
    3.2.3 家具的包装,存储与安装  28
  3.3 目前泡桐家具设计制造存在的问题  28-30
    3.3.1 泡桐材"材质疏松"的特点不适于照搬"硬木"家具结构  28
    3.3.2 榫胶结构不利于工业化生产  28-30
    3.3.3 家具结构强度标准过高  30
    3.3.4 机械加工生产过程中弊端较多  30
  3.4 基于泡桐材质特性的家具设计原则  30-31
  3.5 家具可采用的结构形式  31-33
  3.6 基于泡桐材质特性的家具改进设计与制造  33-42
    3.6.1 设计思路及改进方法  33-36
    3.6.2 家具设计及制作  36-42
      3.6.2.1 家具选材  36
      3.6.2.2 家具结构  36-37
      3.6.2.3 家具设计图  37-42
      3.6.2.4 家具结构装配示意图  42
  3.7 本章小结  42-43
4 泡桐木家具力学强度检测实验方法与内容  43-50
  4.1 稳定性实验  43-44
    4.1.1 实验依据  43
    4.1.2 实验材料  43-44
      4.1.2.1 实验所用试件及编号  43-44
      4.1.2.2 实验用胶  44
    4.1.3 实验仪器与设备  44
    4.1.4 实验室条件  44
    4.1.5 实验步骤  44
  4.2 强度和耐久性实验  44-47
    4.2.1 实验依据  44-45
    4.2.2 实验材料  45
      4.2.2.1 实验所用试件及编号  45
      4.2.2.2 实验用胶  45
    4.2.3 实验仪器与设备  45
    4.2.4 实验室条件  45
    4.2.5 实验步骤  45-47
  4.3 泡桐家具主体部件节点力学强度实验  47-50
    4.3.1 实验依据  47-48
    4.3.2 实验材料  48
      4.3.2.1 实验所用试件及编号  48
      4.3.2.2 实验用胶  48
    4.3.3 实验仪器与设备  48-49
    4.3.4 实验室条件  49
    4.3.5 实验步骤  49-50
5 实验结果分析与比较  50-65
  5.1 稳定性实验  50-51
    5.1.1 加胶燕尾榫不可拆装结构的泡桐木家具稳定性实验  50
    5.1.2 无胶燕尾榫可拆装结构的泡桐木家具稳定性实验  50-51
    5.1.3 分析与讨论  51
  5.2 强度及耐久性实验  51-53
    5.2.1 强度实验  51-52
      5.2.1.1 加胶燕尾榫不可拆装结构的泡桐木家具强度实验  51-52
      5.2.1.2 无胶燕尾榫可拆装结构的泡桐木家具强度实验  52
      5.2.1.3 分析与讨论  52
    5.2.2 耐久性实验  52-53
      5.2.2.1 加胶燕尾榫不可拆装结构的泡桐木家具耐久性实验  52-53
      5.2.2.2 无胶燕尾榫可拆装结构的泡桐木家具耐久性实验  53
      5.2.2.3 分析与讨论  53
  5.3 泡桐家具主体部件节点力学强度实验  53-65
    5.3.1 两种结构的泡桐木家具顶—底板拉力强度实验  54-56
      5.3.1.1 两种结构的泡桐木家具顶—底板拉力强度实验结果  55-56
      5.3.1.2 分析和讨论  56
    5.3.2 两种结构的泡桐家具左—右旁板拉力强度实验  56-59
      5.3.2.1 两种结构的泡桐家具左—右旁板拉力强度实验结果  58-59
      5.3.2.2 分析和讨论  59
    5.3.3 两种结构的泡桐家具抽屉左—右屉帮拉力强度实验  59-61
      5.3.3.1 两种结构的泡桐家具抽屉左—右屉帮拉力强度实验结果  60
      5.3.3.2 分析和讨论  60-61
    5.3.4 两种结构的泡桐家具抽屉屉面—屉底拉力强度实验  61-62
      5.3.4.1 两种结构的泡桐家具抽屉屉面—屉底拉力强度实验结果  62
      5.3.4.2 分析和讨论  62
    5.3.5 结论  62-65
6 结论与研究展望  65-67
  6.1 结论  65-66
  6.2 研究展望  66-67
参考文献  67-69
Abstract  69-70

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