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三种拼板结构的实木书柜搁板抗弯性能研究

更新时间:2009-03-28

1 引言

随着家具行业的迅速发展,木材的消耗量日益增加。而天然林资源有限[1],这就促进了人工林速生木材的种植与使用。以速生桉木为例,由于桉木的生长速度比较快,相应地需要吸收更多的水分和各种营养物质[2],因而成材后,其干燥和加工时易出现开裂、翘曲等缺陷[3]。而且桉木的直径普遍比较小[4],这些材质上的特性限制了桉木高附加值的利用[5]。但桉木同时具备生长速度快、价格便宜、质地坚硬、抗腐能力强等优势,因而在国外经常被用于中高档家具或是建筑装饰[6]

对于实木书柜来说,搁板最常见的结构就是平拼板,而且一般都是在板子侧面施胶拼合,由于施其胶面较小,没有其他结构咬合,所以强度不高[7]。因此,本文所采用的搁板结构是在一般平拼板的基础上,侧面开M型槽口再施胶,这样做虽然会损失一定木料,但是一定程度上增加了施胶面积,从而增加了结构的强度。

下面将要探讨的三种平拼结构如下图1所示,分别是:纯平拼结构、平拼结构+金属穿带、短拼板+金属穿带。

  

图1 三种平拼结构Fig.1 Three edge gluing board structures

2 实验材料与方法

实验所用拼板的用材来自广西人工林林场的速生桉木,考虑到初始材料比较潮湿,因此笔者对材料进行一段时间的自然风干后再放入干燥箱中进行干燥,设置最终含水率在13%左右。根据GB/T 3327-2016《家具柜类主要尺寸》[8]的相关规定以及一些市场调研所得的数据,最终确定搁板外围尺寸为750 mm×300 mm×20 mm。材料干燥后搁置一周后,用木工刨床、铣床等对材料进行加工,最后施胶将拼板拼好,拼板夹固定24 h后取下备用。为减少环境温湿度对材料及后期结果的影响,干燥好的材料用保鲜膜包覆好。实验于实验室内进行,环境温度为24℃,相对湿度为47%,实验所用主要仪器设备为日本岛津公司的万能力学试验机。

3 实验结果与分析

将纯平拼结构、平拼结构+金属穿带和短拼板+金属穿带三个结构对应三组,每组7个试件。实验于万能力学试验机上进行,采用三点弯曲加载的方式,根据ISO标准规定,跨度应为试件厚度的15~17倍,因此设定将搁板放置在跨距为300 mm的支座上,上方设定的加载压头宽度为80 mm。实验开始,试验机以5 MPa/s的速度对试件进行加载,当达到最终设定的载荷500 N后,加载量保持恒定不变。实验程序设定从加载头接触试件时为0 s时刻,每隔1 s采集一次数据,采集20次;再每隔10 s采集一次数据,采集20次;最后每隔120 s采集一次数据,采集60次;共采集100个数据,历时7 420 s[9],应变随着时间增加而增加。

约两个小时的蠕变实验之后,三组实验试件的弯曲量结果如下表1所示:

 

表1 三组试件的最终弯曲蠕变量 (单位:mm)Tab.1 Final bending creep value of three structures

  

注:下划线的数值为需剔除的最大与最小值。

 

5.13 4.71试件编号纯平拼板平拼板+金属穿带1.00 0.86 0.87 0.86 1.21 0.92 1.33 5.02 4.33 4.40 5.69 1.04 1 2 3 4 5 6 7 均值1.06 1.04 0.95 0.79短拼板+金属穿带0.92 0.93 0.97 0.91 4.69 4.23

三组结构的弯曲量及其均值结果如图2和图3所示。

  

图2 三种结构最终弯曲蠕变量Fig.2 Final bending creep value of three structures

  

图3 三种结构弯曲蠕变量均值Fig.3 Bending creep mean value of three structures

由图2、图3可知:

(1)三种拼板结构的最终弯曲蠕变量排序为:平拼板+金属穿带<纯平拼板<短拼板+金属穿带。

由此说明平拼板加了金属穿带之后其结构的稳定性有所增强,而短拼板+金属穿带的结构虽然有好的出发点,即希望能充分利用实木短料,减少木材资源的浪费,但由于书柜搁板长期负重,对板件强度要求高于其他柜类,并不适用于该结构。

(3)对于每组结构里的5个试件弯曲蠕变量变化范围:平拼板+金属穿带(0.11 mm)<纯平拼板(0.29 mm)<短拼板+金属穿带(0.8 mm)。

(2)短拼板+金属穿带的弯曲蠕变量均值为4.71 mm,远远大于其他两组,说明其抗弯性能较差;纯平拼板的弯曲蠕变量均值为1.04 mm,比加了金属穿带的平拼板大0.13 mm。

通过海底电缆与内陆联网是解决海岛供电的措施之一。孤岛的电力系统具有规模容量小、电网较为薄弱、电压波动大的特点。通过海底电缆联网,由内陆主网向海岛供电,有助于解决孤岛电能质量和系统稳定性,而且具有占地面积小、基本实现零排放和主网电价成本低等优点。

因此,我校也应该以需求分析理论为指导,国际教育学院或者外国语学院可以在入学时组织分级考试,按学生的实际语言能力进行分级教学,打破以往按专业自然班划分的传统标准,承认个别差异,把学生分成与各自水平相近的不同群体,进行分班教学,这样任课教师对不同水平的学生可以在课程内容、讲授方式等方面有所侧重,从而做到有的放矢,因材施教。

 

表2 三种结构的应变Tab.2 Strain of three structures

  

应变(%) 试件结1 2 3 4 5均值应变极差构纯平拼板平拼板+金属穿带短拼板+金属穿带6.05 4.30 25.10 4.60 4.35 21.65 5.30 4.60 22.00 5.20 4.65 23.45 4.75 4.85 25.65 5.18 4.55 23.57 1.45 0.55 4.00

  

图4 三种结构的应变对比图Fig.4 Strain comparison diagram of three structures

  

图5 同组试件的应变极差Fig.5 Strain range of test pieces from the same group

综上所述,可得:纯平拼板与平拼板+金属穿带的抗应变能力相近,均优于短拼板+金属穿带,其中平拼板+金属穿带最佳,应变均值只有短拼板+金属穿带的约1/5;关于应变极差,平拼板+金属穿带结构<平拼板结构<短拼板+金属穿带结构。由此说明,平拼板+金属穿带的抗应变能力最为突出,而短拼板+金属穿带结构最差。

4 结语

笔者通过对速生桉木制作的三种平拼结构的书柜搁板进行约两个小时的短期弯曲蠕变实验,对所得弯曲蠕变量的实验数据进行应变量、应变极差等关系量的比较,笔者对三种结构的抗弯能力及抗弯稳定性进行了分析探讨,结果表明:结构的优化可以主动缓解书柜搁板受压易弯曲的问题。本文对几种结构搁板的抗弯曲蠕变性能进行了实验验证及分析,但由于时间及部分实验条件的限制,因而实验结果具有一定的局限性,后续笔者还会进行其他搁板结构的抗弯性能研究,如框架嵌板结构[10]以及加木穿带的效果等。

步骤4:列车处理接收到信息,识别周围的列车,判定自身是否处于危险状态,如果不处于危险状态,则判定周期是否结束;如果周期未结束,则判定本周期中本车是否已经发送过信息;如果发送过信息,列车则将失败计数清零并继续接收信息,否则计算列车的优先级并判断是否为高优先级。如果列车是高优先级,则在下一个DZ到来时直接竞争资源。接着判定是否正处在限制竞争时期,如果不处于限制竞争时期或者限制时间已经结束,则开始下一个DZ的流程。如果周期结束,则进入下一个周期。

[3]田欣.新型木材热风干燥方法[J].北京木材工业,1994(2):13-15.

同时,为了更加直观地看出三种结构之间的差异,笔者计算出搁板相应的应变结果,如表2及图4、图5所示:

[4] ZHANHUA LU,HAIBIN ZHOU,etc.Effects of surface treatment and adhesives on bond performance and mechan⁃ical properties of cross-laminated timber(CLT)made from small diameter Eucalyptus timber[J].Construction and Building Material,2018(161):9-15.

[5]吴智慧,黄琼涛.利用速生桉木多层单板生产家具弯曲木零部件的技术[J].家具,2015(5):6-11.

[2] Jacobs MR.The fiber tension of woody stems,with special reference to the genus Eucalyptus[M].Canberra:Com⁃mon-wealth Government Printer,1938.

本文内容对研究生活中常见的此类问题具有一定的实践意义,也为后期生产生活中书柜搁板结构的选择与制作提供了较为科学的参考价值。同时,将速生材的应用途径拓展到更广泛的研究范围,也希望能一定程度上为生态环境的保护起到积极的作用。

参考文献:

以支付宝生成密钥为例,首先根据开发语言选择密钥格式。其次选择密钥长度,一般新建应用使用2048位。利用支付宝提供一键生成一对RSA密钥。再点击“生成密钥”,会自动生成商户应用公钥和应用私钥。如图2所示。

[1]宇都木望,阿部眞理,白石照美.自然素材を主材とした環境配慮材料の感覚評価[C].日本デザイン学会研究発表大会概要集,2007(54):32-33.

[6]管宁.桉木作为家具材在巴西受到关注[J].国际木业,2006(5):47-47.

在8月9日召开的中国农药发展与应用协会三届二次常务理事会期间,由中国农药发展与应用协会信息传播工作委员与中华合作时报社·中国农资传媒联合发起的2018“为农药行业正名”大型系列报道启动仪式正式举行。中国农药发展与应用协会会长刘永泉、中国农资传媒副总编辑吴江、中国农资传媒植保周刊主编汪洋等出席仪式。

卫生状况是环境质量的一个最重要的外在体现,直接影响到顾客的消费行为和消费质量。一个拥有良好的卫生情况的旅游景区肯定会更受老年人的喜爱,进而增加其旅游市场的吸引力。

[7]刘涛.速生桉材料桌面防变形结构研究[D].南京:南京林业大学,2016.

在农机经销企业内所有的厂家没有常驻技术人员,只有在销售旺季才有个别厂家的技术人员进行现场指导。这样,农机经销企业主要是卖农机,机手只是单纯的买农机,缺乏购机前的技术培训,使机手不能了解农机的构造、工作原理、技术参数等,农机一旦出现故障即使是小故障机手也可能解决不了。对于农机维修网点来说,更不可能得到厂家的技术指导,对新机具出现的问题只能摸着石头过河,逐渐积累经验,这给新农机技术的推广带来阻碍,也给机手带来不便,既增加了维修成本,又因维修时间延长而增加了损失。

[8]GB/T 3327-2016,家具柜类主要尺寸[S].

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朱婧
《家具》 2018年第02期
《家具》2018年第02期文献

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