18MM厚MDF与圆棒榫的配合关系研究开题报告

1. 研究目的与意义

1.mdf或pb是家具生产过程中，经常使用的板材，其与圆棒榫的连接是比较常见的一种结构；

2.圆棒榫与板的厚度方向的配合关系直接影响板面平整度，直接影响结构强度，而且其配合关系有多种，如间隙，过渡，过盈等；

3.通过实验获得正确的配合对于生产和理论研究均可以起到指导作用；

2. 国内外研究现状分析

1、目前我国在木材握钉力相关领域的研究主要有：陈恩灵写的《木结构握钉力的研究与发展》阐述了国外木结构钉节点的握钉力研究现状。根据不同的钉杆形状，介绍了普通圆钢钉、螺钉、麻花钉三种常见钉形的握钉力特性，从握钉力计算公式、时间及含水率变化造成的松驰效应、表面涂层等强度影响因素以及结构用板材握钉力性能等五个方面分析了握钉力的研究发展，并对我国握钉力研究提出了建议。马振洲在《各种规格圆钉打入木材的握钉力》中根据训川握着力的分析与探讨(见木工机床杂龙：八五年、第四期)一文提出各种舰枯囚钉的握钉力,供设计参考,提供了钉工劳动强度的参考依据。钟世禄、关惠元在《椭圆榫过盈配合量与木材密度的关系》中通过樟子松、柳桉、山毛榉制成的椭圆榫接合的极限抗拔试验,发现椭圆形榫头宽度与其对应的榫眼长度的过盈配合中,这三种木材在平衡含水率14.0%时的最佳过盈配合量分别为0.80、0.47和0.26mm。在此基础上,进一步探讨最佳过盈配合量与木材密度的相关性,得到其回归拟合曲线近似为指数函数y=6.874e-4.604x。杨小军等著的《木构件螺钉结合持久性能研究》采用握钉力试验方法对钉结合蠕变性能进行了研究。结果表明: 钉结合强度取决于木材与螺钉的咬合程度和摩擦力；burger模型可较精确地模拟松木握钉的短期蠕变性能; 湿环境下握钉蠕变量显著大于干环境，温度及相对湿度都是影响蠕变的重要因素; 应力水平越高握钉蠕变量越大;高湿环境及高应力水平下的握钉蠕变速率最大，在较短时间内便出现握钉破坏;为安全考虑，建议长期使用中应使螺钉握钉力控制在极限握钉力的 40% 以内。阙泽利的《导孔直径对木结构用规格材握螺钉力性能的影响》文章主要是探讨导孔直径对木结构用规格材（云杉、落叶松、花旗松、马尾松）握螺钉力性能的影响。结果表明：导孔直径对木结构用规格材的握螺钉力影响较大，随着导孔直径的增大，握螺钉力会缓慢降低，当导孔直径在２～３ｍｍ时，握螺钉力相对稳定；随着导孔直径进一步增大，握螺钉力会急剧下降。作者研究的４种规格材的纵面握钉力从大到小的顺序分别是马尾松、花旗松、云杉、落叶松。

2、在关于刨花板、中密度板材方面的研究有：鲍逸培在《我国中密度纤维板生产现状发展前景及市场分析》一文中指出，中纤板与刨花板相似的性能,对原料要求不高,使用原料范围广泛,既可利用制材、胶合板生产厂加工剩余物及小径速生材、幼龄林的间伐材,又可利用一年生农作植物如棉秆、蔗渣等加工剩余物。而中纤板建设规模颇大,建筑行业应用开拓不够,而家具、车船应用有限,为此在建中纤板厂同时应考虑建立mdf后续加工设施,中纤板具有优良性能、价格适中,有着广泛的市场潜力。李晓平等著写的《不同密度和厚度对蓖麻秆刨花板性能的影响研究》，主要在蓖麻秆刨花板最佳工艺条件下，研究了不同厚度和密度对板材性能的影响，文章指出当板材的厚度为10mm时，板材的各项性能随板材密度的增加而增大，当板材的密度大于0.64g/cm3时，板材的各项性能除吸水厚度膨胀率以外，其余各项性能均可满足国家普通刨花板标准对室内装饰和家具用材的要求。在设定板材密度一定的情况下，板材性能随厚度的增加而先增加后减小。岳翠银的报告《圆棒榫与刨花板接合抗拉强度的研究》探讨了圆棒榫与不同物理力学性能的a类刨花板,通过分别未用pvac、uf和混合胶胶札剂接合,对抗拉强度的影响。结果表明:圆棒榫接合抗拉强度,随刨花板密度及静曲强度的增大而增大,影响程度,uf胶混合胶pvac胶;随刨花板吸水厚度膨胀的增大而减少,影响程度,混合胶uf胶pvac胶。满文焕、兴丰写了《中密度纤维板生产技术发展趋势》一文，通过对比国内外中密度纤维板生产和研究状况,系统介绍了mdf生产中的纤维分离、干燥、施胶、热压及后处理等工序的先进技术和研究进展,提出mdf生产技术的发展趋势,即纤维分离向高质量和低能耗发展,施胶和干燥向高效率和低成本发展 ,热压向连续化发展 ,同时增加产品后期处理工序等。

3、在圆榫结合方面，除了上述部分文章也有所研究和提及外，另外还有：宋俞成的《梓木家具圆榫接合抗拉强度影响因素试验研究》，该文以湖南所产的梓木和氯丁乙烯像胶乳胶液加工而成的圆榫接合节点为试验基材，通过节点抗拉试验研究木圆榫直径、木圆榫插人深度、木圆榫与榫孔的配合参数、两圆榫中心距对梓木家具木圆榫接合强度的影响。结果表明：木圆榫直径、木圆榫插人深度、和木圆榫与榫孔配合参数、两圆榫中心距个因子对木圆榫接合强度均影响显著；综合考虑得出当梓木家具木圆榫接合采用木圆榫直径，木圆榫插人深度为木圆榫与榫孔的配合的过盈量为、两圆榫中心距为时节点接合强度最高。董宏敢、邵卓平在《实木家具结构中圆棒榫的强度分析》一文中分析了圆棒榫在实木家具结构中的主要力学指标,通过圆棒榫的抗拔力、抗弯强度与抗剪强度等指标的计算与比较,总结圆棒榫在实际应用中应注意的主要问题,以期对相关的设计与生产提供参考依据。李重根、胡传双、廖红霞等人在《榫卯结构破坏特征及其抗拉强度的试验》一文中试验研究了马尾松pinus massoniana木材榫卯结构拉伸试验的破坏特征及干、湿2种初始含水率状态下的抗拉伸强度随含水率变化的情况.结果表明榫卯接合构件的强度-行程曲线是一条峰、谷值不断下降的锯齿状曲线,分析认为榫卯结构的拉伸破坏过程是一个静磨擦与动磨擦交替变化的过程;高含水率马尾松材制作的榫卯结构随着含水率进一步下降,抗拉强度下降非常明显,而低含水率马尾松材制作的榫卯结构随着含水率升高,抗拉强度会增加.因此,用于制作木制品的木材需将含水率干燥到当地气候的平衡含水率以下,以保证木制品结构的稳定性;增加榫头与榫眼的过盈量实现紧配合有助于提高榫卯结构的接合强度。姚侃、赵鸿铁等人在《古建木结构榫卯连接特性的试验研究》中通过对典型榫卯连接的力学分析和模型低周反复荷载试验,研究了榫卯的半刚性连接特性和刚度退化的规律。试验得到榫卯连接的弯矩-转角滞回曲线和骨架曲线,并拟合出了榫卯节点恢复力模型。将榫卯连接比拟为变刚度杆单元,理论推导了变刚度和相对柔度之间的关系。结果表明,木结构的榫卯连接刚度随荷载变化而呈非线性变化,刚度在0.3062~23.6054之间变化。研究结果可为木结构古建筑的抗震性能研究和修缮加固提供理论基础。

3. 研究的基本内容与计划

内容：

1.系统地研究mdf或pb厚度方向与圆棒榫的配合关系，得出可以指导生产实践或理论研究的结论

2.主要研究过渡配合和过盈配合，其中过盈配合是重点；

4. 研究创新点

1、其结论可以指导生产实践或理论研究；

2、实验数据保证科学性、真实性，具有实际意义，是理论与实践的结合；

3、多次实验提高精确度，为相关人员提供参考依据