矩形截面对称板材弯曲成型和铣削成型的强度分析

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1、第wt卷第y期林业科学∂²¯1wto²1yussx年tt月≥≤∞×≥∂∞≥≤∞²√qoussx矩形截面对称板材弯曲成型和铣削成型的强度分析赵辉陆怀民k东北林业大学哈尔滨txsswsl关键词}弯曲木~铣削~强度~成型加工中图分类号}≥z{t1ut文献标识码}文章编号}tsstpzw{{kussxlsypst

2、xpsvΣτρενγτηΑναλψσισοφΡεχτανγλεpΣεχτιονΣψµµετριχαλΧυρϖεΩοοδσινΒενδινγανδΜιλλινγΣηαπεΠροχεσ󫤲∏¬∏∏¤¬°¬±kΝορτηεαστΦορεστρψΥνιϖερσιτψΗαρβιν

3、txsswslΑβστραχτ}׫¨·º²°¨·«²§¶²©°¤®¬±ªµ¨¦·¤±ª¯¨p¶¨¦·¬²±¦∏µ√¨º²²§¶º¨µ¨¥¨±§¬±ª¶«¤³¨³µ²¦¨¶¶²µ°¬¯¯¬±ªoº«¬¦«º¤¶¤±¤¯¼½¨§¬±·«¬¶³¤³¨µq׫¨§¬©©¨µ¨±¦¨²©©¬¥µ¬±§¬¶·µ¬¥∏·¬±ª¤±§·«¨√¤µ¬¨·¼²©¶·µ¨±ª·«·«¤·¦¤∏¶¨§º¨µ¨¨¬³¯¤¬±¨§q׫¨°¤·¨µ¬¤¯°¨¦«¤±¬¦¤¯·«¨²µ¼º¤¶∏¶¨§·²·«¨±∏°¨µ¬¦¤¯¤±¤¯¼¶¬¶²©¦∏µ√¨º²²§¶·µ¨±ª·«q׫¨¥¨±§¬±ª

4、º²²§º¤¶¶·µ²±ª¨µ·«¤±°¬¯¯¨§¦∏µ√¨º²²§oº«¬¦«º¤¶¬°³µ²√¨§¥¼·«¨·«¨²µ¼¬±·«¬¶³¤³¨µq•¬·«·«¨¦∏µ√¤·∏µ¨.¶¬±¦µ¨¤¶¬±ªo·«¨¶·µ¨±ª·«§¬©©¨µ¨±¦¨¥¨·º¨¨±·«¨°º¤¶ªµ¨¤·¨µq¦¦²µ§¬±ª·²·«¬¶·«¨²µ¼o·«¨¶·µ¨±ª·«§¬©©¨µ¨±¦¨²©¥¨±§¬±ªº²²§¤±§°¬¯¯¨§º²²§º¤¶º²µ®¨§²∏·¥¼¶¨√¨µ¤¯³¤µ¤°¨·¨µ¶q±·«¨¤³³¯¬¦¤·¬²±²©¦∏µ√¨º²²§o·«¨·«¨²µ¼²©¶·µ¨±ª·

5、«¤±¤¯¼¶¬¶º¤¶³µ²√¬§¨§qΚεψωορδσ}¦∏µ√¨º²²§~°¬¯¯~¶·µ¨±ª·«~¶«¤³¨³µ²¦¨¶¶实木弯曲是最早应用于家具制造业中的木材弯曲成型技术o早在tys多年前o德国木匠¬¦«¤¨¯×«²±¨·就制造了第一张实木弯曲成型的椅子∀从那时起o这种工艺在家具制造业中就得到了广泛的应用o第二次世界大战时o这种弯曲木还应用于飞机制造业和高要求的建筑构件上k刘绪林ot

6、

7、

8、l∀木材软化和弯曲机制也成为研究的重要内容o我国目前主要采用蒸煮法软化木材o然后用手工或机械法弯曲成规定形状o再进行干燥和定型k李军ot

9、

10、{l∀弯曲后构件的强度是决定其应用的主

11、要因素o本文将通过与铣削成型的弯曲木构件对比以证明其高强度性∀弯曲形状的木制品构件一般有u种加工方法}弯曲成型加工和铣削加工∀弯曲成型法是将弯曲原料经过高温高压处理后加压弯曲成型的方法~铣削加工法是用细木工带锯等加工设备锯割成设计的曲线形构件o再经过铣削加工成型∀加工过程中o纤维纹理与构件走向的关系不作为加工的主要影响因素o靠近构件边缘部位有大量木纤维被割断o使弯曲木构件的强度大幅度降低∀本文将从理论上说明u种方法的强度差异o并为u种方法在工业上的合理应用提供基础理论和强度判据∀1木材弯曲构件的弯曲成型和铣削加工方法分析木材原料受到弯曲扭矩作用会产生弯曲变形o并在纤维受拉一侧

12、产生拉伸应力o在纤维受压一侧产生压缩应力∀从表面到中性层逐渐减小o中间没有应力的纤维层称为中性层∀如果弯曲原料的纤维方向是沿原料纵向平行分布的o则弯曲后形成构件的纤维方向仍和边缘平行o呈近似同心圆分布o如图t所示的弯曲木o此构件受到扭矩作用下o破坏可能性最大的断裂是弯曲面边缘点纤维断裂k刘忠传ot

13、

14、vl∀铣削加工弯曲构件方法在锯切加工过程中有大量木纤维被割断o如图u所示o此构件破坏的最大可能性是沿边缘纤维切断点处劈裂∀弯曲构件在切断纤维之间的抗剪切力非常小o所以极容易被破坏∀木材是典型的各向异性材料o在v个方向上具有不同的力学性质∀通常木材纵向kl许用抗拉应力较大o径向kl

15、和弦向k×l相对很小o次序≈Ρµ≈ΡΥ≈Ρ×o≈ΡΠ≈Ρ×的比值介于{Βt和tuΒt左右的范围k陆文达ot

16、

17、vl∀收稿日期}usswpsxpuz∀资助项目}国家/{yv0高技术研究发展计划资助项目kusstwuuwssl!国家/

18、w{0项目kussvpwpvtl∀t

19、y林业科学wt卷2强度分析为了分析u种加工方法的强度o假设木材是横观同性的o对弯曲法加工的构件可以假设为各层纤维和中性层纤维近似平行分布的材料o在不考虑剪切应力复合作用时o可以借助材料力学理论进行分析k贾宝范等ot

20、{yl∀假设弯曲成型构