塑-木插接节点的配合特性及参数优化

作     者：王安正 关惠元 Wang Anzheng;Guan Huiyuan

作者机构：南京林业大学家居与工业设计学院江苏南京210037 淮安信息职业技术学院建筑装饰与艺术设计学院江苏淮安223003 

基　　金：国家林业公益性行业科研专项(201204700202) 江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD) 

出 版 物：《北京林业大学学报》 (Journal of Beijing Forestry University)

年 卷 期：2019年第41卷第11期

页      码：137-145页

摘      要：【目的】塑料与木材的插接连接是塑料椅类家具中一种常见的节点形式,对节点的配合参量进行优化设计能够有效地提高节点接合强度,从而提升产品的可靠性。【方法】以PP塑料与榉木圆榫接合构件为例,选择塑料件壁厚、接合长度、过盈配合量为考察因素,以抗拔强度与抗弯强度为评价指标,采用3因素3水平的Box-Behnken响应面设计法,建立接合强度与配合参数之间的数学模型,通过方差分析各因素的显著性及交互作用,同时通过求解拟合方程获得节点的最优配合参量。并在此基础上对过盈、胶合和木螺丝3种不同装配方式的构件节点抗拔力进行对比分析。【结果】3个因素均对节点的抗拔强度有显著影响,但只有塑料件壁厚和接合长度这两个因素对节点的抗弯强度有显著影响,与过盈配合量无关。直径为40 mm的圆榫塑-木插接节点的最优配合参数为:塑料件壁厚3.2 mm,接合长度50 mm,过盈配合量0.15 mm,对此参数节点进行力学性能试验可获得极限抗拔力2 139.3 N及弯曲载荷1 306.4 N。3种不同装配方式的构件节点抗拔力分别为:过盈装配(Ⅰ型节点)966.5 N <胶合装配(Ⅱ型节点)1 251.4 N <木螺丝装配(Ⅲ型节点)1 607.6 N。【结论】塑-木插接节点的配合参数可以通过响应面法优化设计以获得最佳力学性能,在实际应用中各设计因素在设计域内靠近上限取值较易获得最大接合强度,此外采用木螺丝的装配方式能够大大提高节点的抗拔强度。

主 题 词：插接节点 响应面法 抗弯强度 抗拔强度 参数优化 

学科分类：082902[082902] 08[工学] 0829[工学-安全科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.13332/j.1000-1522.20190226

馆 藏 号：203829203...