1. 研究目的与意义
随着近年来社会上出现的绿色健康生活的潮流,作为一种古老的家具品种,藤家具以其特有的自然古朴的气质吸引着一批消费者,同时还出现了主要用于户外的塑料仿藤家具形式,力求从它们身上寻找一种回归自然的方式,享受安静闲适。随着市场前景变得广阔,消费者关注度的上升,对于此类家具的质量安全要求也越来越严格。不管是天然藤家具还是户外塑料仿藤家具,藤编条的力学性能直接影响着藤家具的强度和耐久性。
本实验以目前国内市场上常见的天然藤、塑料藤编条为研究对象,通过对其进行拉伸、抗弯蠕变性能测试,旨在掌握藤家具用材在长期载荷作用下的变形机理,为藤家具质量检测提供技术支撑和参考数据,对藤家具的选材、设计与生产具有重要的指导意义。
2. 国内外研究现状分析
近年来,国内外对木材和竹材性能的研究已相对成熟,并建立了很多关于木质材料的弯曲蠕变模型和一系列标准。但是,对于藤家具蠕变性能的研究还远落后于木材和竹材。总的来说,随着竹藤家具的升温,越来越多的人开始关注竹藤家具的质量问题,但是真正研究藤材蠕变性能这一块的资料相对来说较少。研究家具用条状藤材蠕变性能的案例更少。
国内研究现状:2006年袁哲发表的《现代藤家具的典型结构研究》,阐述了家具结构是发展变化的。文章结合现阶段的实际情况,从家具的零部件类型、家具的框架结构、家具的装配结构几个方面对藤家具的典型结构进行了研究和总结,对藤家具的结构和加工工艺设计有重要意义。江泽慧、吕文华等学者在2008年发表的《棕榈藤材性研究综述》中,阐述了棕榈藤材的构造、化学、物理、力学特征,以及藤材加工利用的最新进展,针对藤材的基础研究滞后于藤加工业发展需要的现状,建议大力开展藤材材性及其综合利用的研究。2013年顾颜婷发表的《两种结构形式藤椅的耐久性试验研究》,对两种典型结构形式的棕榈藤靠背椅进行了耐久性试验。通过试验结果分析,对藤椅的耐久性进行了初步的研究,同时验证了国家标准中规定的耐久性试验方法对于藤椅的适用性,并提出修改建议。
2015年童龙在《2种棕榈藤材弯曲蠕变性能比较》中,分析了2种不同藤材的弯曲蠕变性能,得出了当应力分别为弯曲破坏载荷的30%、50%、70%时,随应力的升高,两种藤材蠕变变形显著增加等结论。陈哲在《塑料仿藤家具的设计要素分析》中,总结出塑料仿藤家具使用特征,并在此基础上,论述了仿藤家具的材料、造型、结构和工艺,对仿藤家具的设计各要素进行了归纳总结。同年,由顾颜婷、吴智慧等人发表的《藤家具用单叶省藤藤条顺纹抗拉性能比较》论文,研究了沿单叶省藤径向由外而内选取5种常用的编制条,进行顺纹拉伸试验及性能比较分析考察不同径向取材位置对顺纹抗拉性能的影响。结果表明,径向取材位置对藤条的顺纹抗拉强度和弹性模量均有显著影响。2008年,强明礼和袁哲在《现代藤家具加工工艺技术研究》一文中,从骨架制作工艺、编制工艺及涂饰工艺3方面对现代藤家具的加工工艺技术进行研究,以期对藤家具的结构设计、加工制造有所帮助。关于木材蠕变性能的研究有2007年,虞华强研究的《木材蠕变模拟研究概述》,这篇文章综述了树种和材性变异、应力水平、温度、含水率等因素对木材蠕变的影响,介绍分析含水率稳定和变化条件下木材蠕变模拟预测等方面的研究进展情况。提出我国木材蠕变特别是木材的机械吸附蠕变研究尚缺乏系统性,应综合考虑不同的影响因素对木材蠕变进行充分研究,已建立不同条件下木材蠕变预测模型,为国内木材蠕变研究及木结构建筑的安全和可靠性设计提供基础。还有2008年,岳孔编写的《木质材料蠕变研究进展》,这篇研究论文分析了木质材料长期受力过程中产生蠕变的原因及影响因素,总结了目前常用的描述木质材料蠕变的数学模型。根据木材发生蠕变的原因,提出了几点减小木材蠕变的木材改性的方法。关于竹材蠕变性能的研究有1999年,陈士英发表的《竹材刨花板蠕变性能的研究》,文中介绍到结构用刨花板由木质刨花和胶粘剂热压而成 ,属高分子材料 ,具有粘弹性。在负荷作用下产生弹性变形 ,在长期负荷下发生蠕变。试验表明 ,竹材制成的酚醛胶刨花板 ,在高湿环境下 ,比竹材脲醛胶刨花板有较好的抗蠕变能力。竹材脲醛胶刨花板比木材脲醛胶刨花板有较好的抗蠕变性能。在低湿度环境下 ,所有板材的蠕变性能差别较小。以及马欣欣2015年发表的《竹质工程材料的蠕变性能研究现状》,文章对竹材和竹质工程材料的蠕变研究现状进行了归纳分析,总结了工程材料蠕变性能的几类模型,包括经验模型、机械模型和机械吸附蠕变模型等。并在此基础上提出关于研究竹质工程材料蠕变特性的几点建议,以建立适合竹质工程材料的蠕变预测模型,为竹结构建筑的安全性设计提供理论基础。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
以国内藤家具市场上常用的天然藤、塑料藤编条为研究对象,进行抗拉、抗弯静载荷和蠕变测试,通过定期测量蠕变试验过程中藤编条变形量,绘制时间-变形曲线,比较分析天然藤、塑料藤编条的蠕变变形特性。
具体研究内容如下:
4. 研究创新点
1、条状藤材的蠕变性能测试,为藤家具设计与生产提供指导意义;
2、对天然藤和塑料藤编条蠕变性能进行对比分析,具有创新性。
