PDF《有限元浅析榫结构的应用及优化方式_有限元》

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6 No.2 Apr.

2012 第6卷第2期2012 年4月中南林业科技大学学报(社会科学版)JOURNAL OF CENTRAL SOUTH UNIVERSITY OF FORESTRY &

TECHNOLOGY (Social Sciences)

176 [收稿日期]2011-12-28 [基金项目]中南林业科技大学研究生科技创新基金资助项目 基于有限元分析的梓木家具直榫结构设计研究 (2010sx20). [作者简介]马贞(1988-),女,河南商丘人,硕士,主要从事木制品的设计与制造技术的研究. [通讯作者]唐立华 ( 1966-) , 女,湖南洞口人 , 中南林业科技大学副教授 , 研究方向 : 人体工程学、家具设计及设计教育. 榫结构在传统建筑和木家具的结点应用中(木家 具的榫卯结构由传统建筑结构演变而来),数量大、 质量要求高,占有很重要的地位.中国明清家具不 仅是中国传统家具文化的顶峰,在世界家具史上也 是举足轻重的.明清家具以榫接合形式为主,可以 说榫结构是它们的灵魂.

一、榫结构在木家具中的应用 我国传统家具的各个部件被精细的榫卯结构紧密 的结合在一起(成为牢固扎实的整体)是与西方家 具的明显区别.金属结构组合解决了西方家具的部 件连接.榫和家具是一个整体,寿命相当,材质相 当是榫卯结构的优点.《明式家具研究》中以下十 种榫接合有代表意义:格肩榫、楔钉榫、插肩榫、 攒边格角榫、抱肩榫、大进小出榫、棕角榫、卡腰 子榫、夹头榫、挖烟袋锅榫.特别是格肩榫常被应 用在家具结构中方材或圆材丁字型接合,而横竖材 接合一般应用在床围子、椅凳横枨、花牙子、柜类 家具中间枨以及柜腿、门扇边的结合.各种榫接合 在传统家具史中起着不可替代的作用.如图

1 所示. 浅析榫结构的应用及优化方式 马贞, 唐立华 (中南林业科技大学 家具与艺术设计学院, 湖南 长沙 410004) [ 摘要]对榫在木家具、传统建筑和其他木制品的应用进行分析,在满足家具功能要求、减少用料量和不破坏 产品的前提下,提出了用有限元来优化,并建议对其推广. [ 关键字 ] 榫结构;

传统建筑;

木家具;

强度 [ 中图分类号 ]TS633 [ 文献标识码 ]A [ 文章编号 ]1673-9272(2012)02-0176-03 变而来的,榫结合的种类 [1] 按照以下方式进行划分: 1.按榫头与工件本身的关系分:有整体榫和插 入榫.整体榫是在方材零件上直接加工而成,如直 角榫、椭圆榫、燕尾榫和指榫;

而插入榫与零件不 是一个整体,单独加工后在装入零件预制的孔或槽 中,如圆榫、片榫等.见图 2. 2. 按榫头数目分为:有单榫、 双榫和多榫, 见图 3. 3.按榫眼(孔)深度分:有明榫和暗榫(不惯 通榫),见图 4. 4. 按榫眼侧开程度分:有开口贯通榫、 半开口 (半 闭口)贯通榫、半开口(半闭合)不惯通榫、闭口 贯通榫,见图 5. 5.按榫头肩颊切削形式分:有单肩榫、双肩榫、 三肩榫、四肩榫、夹口榫和斜肩榫等,见图 6. 图1格肩榫 抱肩榫 夹头榫 攒边格榫 历史悠久、技艺精湛、驰名中外的榫结构是木家 具的主要接合方式,它采用的种类对家具的美观、 强度和加工过程以及使用或搬运的方便都有直接影 响.榫接合是由榫头(插)入榫眼、榫空或榫沟所 组成的结合.各种结构复杂的榫均是由基本结构演 1. 直角榫;

2. 燕尾榫;

3. 指榫;

4. 椭圆榫;

5. 圆榫;

6. 片榫 图2榫头的形状 图3单榫 双榫 多榫

177 术的和谐.