塑木復(fù)合材料螺釘連接性能的研究.pdf

1、塑木復(fù)合材料作為一種新型環(huán)保性材料已被逐步應(yīng)用于建筑、園林景觀、家具、室內(nèi)裝修、包裝、車船工業(yè)等諸多領(lǐng)域?？梢哉f，塑木復(fù)合材料具有廣闊的應(yīng)用前景，但作為一種新材料，人們對它的認(rèn)識還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前有關(guān)塑木復(fù)合材料的研究主要集中于材料的配方、性能的測試等方面，至于塑木復(fù)合材料構(gòu)件連接性能的研究卻非常少見。塑木復(fù)合材料構(gòu)件連接性能的研究不僅可以大大提高塑木制品的品質(zhì)，還可以進(jìn)一步拓展塑木復(fù)合材料的應(yīng)用，從而促進(jìn)塑木復(fù)合材料的推廣。本論文以塑木

2、復(fù)合材料的構(gòu)件為研究對象，以螺釘連接為突破點(diǎn)，通過靜態(tài)和動態(tài)試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，對塑木構(gòu)件的連接性能進(jìn)行了研究，重點(diǎn)研究了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： (1)引導(dǎo)孔孔徑對塑木構(gòu)件強(qiáng)度的影響；(2)加載方式對塑木構(gòu)件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響；(3)接合方式對塑木構(gòu)件連接性能的影響；(4)拆裝次數(shù)對塑木構(gòu)件強(qiáng)度的影響；(5)低周疲勞及蠕變交互作用對塑木構(gòu)件的影響。研究結(jié)果表明： (1)塑木復(fù)合材料三個(gè)面的握釘力相差不大，可近似的將其看成各向

3、同性材料；塑木復(fù)合材料握釘力較好，與硬質(zhì)木材比較相似；在進(jìn)行螺釘連接時(shí)，其引導(dǎo)孔孔徑比應(yīng)在83％-88％之間。 (2)對于本課題研究所使用的塑木型材而言，外向受力的L型構(gòu)件其臂長不宜超過230mm，最佳臂長在190mm左右；內(nèi)向受力的L型構(gòu)件其臂長不宜超過170mm，最佳臂長在150mm左右。等效彈性模量、角應(yīng)變、抵抗彎矩等指標(biāo)可以用以分析塑木構(gòu)件的強(qiáng)度特性。 (3)與鐵質(zhì)自攻螺釘、木螺釘相比，不銹鋼自攻螺釘能夠更好的對

4、塑木構(gòu)架進(jìn)行連接。其L型共面與T型共面的螺釘連接強(qiáng)度基本一致，在實(shí)際操作中可根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要自由選擇；共面與非共面相比，共面螺釘連接的剛性要優(yōu)于非共面的情況。構(gòu)件的接合精度也對構(gòu)件的接合強(qiáng)度有較大的影響，可以通過提高其安裝精度來提高其整體強(qiáng)度。 (4)隨著塑木構(gòu)件重復(fù)拆裝次數(shù)的增加，雙螺釘握釘力降低，構(gòu)件的靜曲強(qiáng)度也降低。當(dāng)重復(fù)拆裝次數(shù)小于10次時(shí)，塑木構(gòu)件的靜曲強(qiáng)度和雙螺釘握釘力均不存在顯著的差異性；但當(dāng)重復(fù)拆裝次數(shù)大于10次以

5、后，隨著拆裝次數(shù)的增加，構(gòu)件的靜曲強(qiáng)度和雙螺釘握釘力均呈現(xiàn)顯著下降的趨勢。因此，可以說，塑木構(gòu)件可進(jìn)行多次拆裝，但拆裝次數(shù)不易高于10次。 (5)在交變載荷為破壞載荷的60％和80％時(shí)，塑木構(gòu)件連接處的疲勞/蠕變破壞曲線為三段式曲線，在交變載荷為破壞載荷的40％時(shí)，疲勞/蠕變破壞曲線僅有前兩段。隨著最大載荷保持時(shí)間的增長，構(gòu)件連接進(jìn)入延遲彈性變形的階段越晚，內(nèi)向轉(zhuǎn)角增大越快。疲勞/蠕變交互作用不是損傷的一種簡單的疊加，在保載時(shí)間