板式家具倒刺固定连接件连接强度研究

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由于板式家具的不断发展,家具五金件已成为板式家具的重要组成部分,它是搭建家具结构和体现家具功能的关键所在,是使家具产品结构简单化、标准化及功能化的决定因素。而倒刺固定连接件接合作为板式家具使用较为频繁的五金件连接之一,其存在诸多问题:质量参差不齐;规格过多,无统一的国家标准;接合参数凭经验确定且不同特性的基材采用相同的接合参数,缺少科学依据;理论基础研究不足等。这些都造成了对倒刺固定连接件的应用、开发和制造,及板式家具的结构强度的不良影响。在家具的结构强度中,最为重要的是节点强度,而节点强度的直观反映有抗拔强度、抗弯强度、抗压强度、抗扭强度等等。因受试验设备、研究时间、本人能力所限,本文仅就抗拔强度、抗弯强度,利用万能力学机使用正交试验法、单因素分析法对倒刺固定连接件在板式家具基材中的连接强度进行研究,得出最适不同基材的倒刺固定连接件因素组合,以及规格因素、基材因素、构件型式影响抗拔强度、抗弯强度的关系;并辅以节点刚度的回归分析,得出挠度与载荷的关系;最后通过对涂胶和插入圆榫等措施的研究得出对刨花板、纤维板抗弯强度强化可行方式。经研究表明:(1)预埋螺母材质为金属,孔径为6mm的情况下,倒刺固定连接件在三个因素中最优抗拔强度的水平方案为:孔深为15mm,导向孔比为0.91,基材类型为梓木。预埋螺母材质为金属,孔径为6mm的情况下,倒刺固定连接件在各基材类型中最优方案均为:孔深为15mm,导向孔比为0.91;(2)倒刺固定连接件的抗拔力随着金属预埋螺母孔深的增大、选用基材类型(刨花板、纤维板、梓木)的变化呈正比变化的趋势;倒刺固定连接件的抗拔力随着金属预埋螺母导向孔比的增大呈先上升后下降的趋势;(3)基材类型对倒刺固定连接件的抗拔力影响显著;各因素对抗拔力影响程度依次为基材类型、孔深和导向孔比;(4)建立各基材在“T”型、“L”型构件上的扰度一载荷回归方程,得知载荷与形变位移是线性变化关系。对于相同的基材,“T”型接合的破坏弯矩要比“L”型大。基材对接合件的破坏弯矩影响较大,破坏弯矩由大到小依次为梓木、纤维板和刨花板;(5)涂胶入在金属预埋螺母导向孔内,对提高倒刺固定连接件的破坏弯矩显著效果,强化方式可行。向穿螺杆孔的孔壁浅表层内注胶,不显著,且操作性差,强化方式不可行。当采用双圆榫和倒刺固定连接件的共同接合时,显著,且操作性强,强化方式可行。
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