تحلیل توزیع تنش-کرنش پین چوبی و خط چسب در اتصال مبلمان L شکل با استفاده از اجزای محدود

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 استادیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

در این پژوهش توزیع تنش و کرنش سه بعدی در پین چوبی و خط چسب در اتصال‌های L شکل ساخته شده از تخته چندلا با پین چوبی مورد بررسی قرار گرفته است. اعضای اتصال از تخته چندلا 19 میلی‌متر ساخته شده از گونه‌های پهن برگ (راش، توسکا و ممرز) بودند. در این پژوهش اثر قطر پین چوبی راش ( 6، 8 و 10 میلی‌متر) و عمق نفوذ ( 9، 13 و 17 میلی‌متر)، بر ظرفیت لنگر خمشی اتصال‌ها L شکل زیر بار فشاری به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت، سپس توزیع تنش و کرنش پین چوبی و خط چسب آزمونه‌ها به روش اجزای محدود و با استفاده از نرم افزار ANSYS شبیه سازی شدند. نتایج نشان دادند که ظرفیت لنگر خمشی با افزایش قطر پین از 6 به 8 میلی‌متر روند افزایشی داشته است، ولی با افزایش پین از 8 به 10 میلی‌متر روند نزولی مشاهده شده است. ظرفیت لنگر خمشی با افزایش عمق نفوذ افزایش یافت. نتایج تحلیل عناصر محدود نشان دادند که با افزایش قطر پین میزان تنش و کرنش در پین و خط چسب افزایش می‌یابد و این افزایش تنش در اتصال‌های ساخته شده با پین به قطر 10 میلی‌متر باعث شکست اعضای اتصال و در نتیجه کاهش مقاومت اتصال شده است. همچنین بر اساس نتایج به دست آمده از تحلیل مدل، بیشترین تنش در پین و خط چسب، در محل اتصال بین اعضای اتصال به وجود آمده است.
واژه گان کلیدی: تنش، کرنش، پین چوبی، اتصال L شکل، روش اجزای محدود.

کلیدواژه‌ها


 [1] Ebrahimi, Gh., 2007. Engineering design of furniture structure. Tehran university publication, 491 pp. (In Persian).

[2] Kazemi Najafi, S., Maleki, S., Ebrahimi, Gh., Ghofrani, M., 2017. Determination of withdrawal resistance of staple joints constructed with various members of upholstered furniture. Iranian journal of wood and paper industries, 8(1):95-108.  (In persisan).

[3] Wanga, Y. and Leea, S.H., 2014. Design and analysis on interference fit in the hardwood dowelglued joint by finite element method. Procedia Engineering, 79:166 – 172.

[4] Ke, Q., Lin, L., Chen, S., Zhang, F. and Zhang, Y., 2016. Optimization of l-shaped corner dowel joint in pine using finite element analysis with taguchi method. Wood research, 61(2): 243-254.

[5] Tankut, A.N. and Tankut, N., 2009. Investigations the effects of fastener, glue, and composite material types on the strength of corner joints in case-type furniture construction. Material & Design, 30(10): 4175-4182.

[6] Tankut, A.N. and Tankut, N., 2010. Evaluation the effects of edge banding type and thickness on the strength of corner joints in case-type furniture construction. Material & Design, 31(6): 2956-2963.

[7] Segovia, C., Renaud, A. and Pizzi, A., 2012 Performance of dowel-welded L-joints for wood furniture. Journal of Adhesion Science and Technology, 25(15): 1829-1837.

[8] Oktaee, J., Ebrahimi, G., Layeghi, M., Ghofrani, M. and Eckelman, C.A., 2014. Bending moment capacity of simple and haunched mortise and tenon furniture joints under tension and compression loads. Turkish Journal of Agriculture and Forestry 38(2): 291-297.

[9] Kasal, A., 2006. Determination of the strength of various sofa frames with finite element analysis. Gazi University Journal Science, 19(4): 191-203.

[10]Smardzewski, J. and Papuga, T., 2004. Stress distribution angle joints of skeleton furniture. Electronic. Journal of Polish Agricultural Universities. Wood Technology, 7(1).

[11] Eckelman, C.A. and Rabiej, R., 1984. A comprehensive method of analysis of case furniture. Forest Products Journal, 35(4): 62-68.

[12] Cai, L.P. and Wang, F.H., 1993. Influence of the stiffness of corner joint on case furniture deflection. Holz als Roh und Werkstoff,  51(6): 406-408.

[13] Smardzewski, J., 1998. Numerical analysis of furniture constructions. Wood Science and Technology, 32(4): 273-286.

[14] Colakoglu, M.H. and Apay, A.C., 2012: Finite element analysis of wooden chair strength in free drop. International Journal of Physical Sciences 7(7): 1105-1114.