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L型构件双圆棒榫节点抗弯强度模型及其数值模拟

2021-10-14王天龙

西北林学院学报 2021年5期
关键词:有限元模型

沈 杨,王天龙

(北京林业大学 木质材料科学与应用教育部重点实验室,木材科学与工程北京市重点实验室,北京 100083)

木质家具接合形式一般有榫接合、钉接合、胶接合、木螺钉接合以及连接件接合[1]。榫接合因精巧的外观、牢固的结构,从古代一直沿用至今。而家具的结构强度取决于其节点强度。对榫接合家具进行力学性能评估时,根据其连接方式,通常测定节点抗弯强度、抗拔强度或抗扭转强度,在同样连接方式下,抗弯强度往往小于抗拔强度及抗扭强度,故在进行榫接合家具结构设计时,需要重点考虑抗弯强度[2-4]。

在榫接合形式中,按照榫头形状可分为:直角榫、燕尾榫、圆棒榫、椭圆榫等,圆棒榫因节约木材、结构简单等优点,被广泛运用于传统木结构家具和现代板式家具中。为了探究圆棒榫在家具中的使用性能,有学者从纯理论的角度分析了圆棒榫在实木家具结构中的强度,论证其利用合理性并给出了使用相关注意事项[5];也有学者针对T型、L型梓木构件,研究了圆棒榫各参数对接合性能的影响,给出了较优圆棒榫参数[6];还有学者采用单因素试验法,得出了圆棒榫用于中密度纤维板接合时,各参数与接合强度的关系公式[7]。然而在现有圆棒榫接合强度相关研究中,大部分都是通过试验测试,得出仅适用于特定材料下的关系公式或结论[8-11]。这种研究方法往往受到材料差异、加工精度等不可控因素的影响,如要得到准确的结果则需要大量的重复试验,费时费力,故需要寻找一种具有普遍性的、能规避外部因素的研究方法。……

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