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题名竹材非对称性弯曲行为对弯曲构件性能的影响
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作者
李喆喆
施江靖
陈红
吴智慧
季加贵
胡永茂
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机构
南京林业大学家居与工业设计学院
南京林业大学材料科学与工程学院
浙江三箭工贸有限公司
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出处
《北京林业大学学报》
北大核心
2025年第4期168-176,共9页
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基金
浙江省博士后基金二等资助项目(ZJ2022170)。
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文摘
【目的】竹材因其自身结构差异(如非对称性弯曲行为),在相同工艺条件下制备的弯曲构件品质不稳定。本研究旨在探索不同部位竹条在不同弯曲模式下的成型规律,以提高竹条弯曲构件制备的可控性,并为其工艺优化提供科学依据。【方法】采用一体式弯曲成型工艺,研究竹青侧受压(TypeⅠ)和竹黄侧受压(TypeⅡ)两种弯曲模式下,竹秆不同部位(基部、中部、梢部)竹条的弯曲性能以及弯曲构件的弯曲合格率、最小弯曲半径范围和弯曲稳定性。【结果】竹秆中部竹条的纤维体积分数最高,基部次之,梢部最低,且竹条的弯曲性能与纤维体积分数呈正相关。在相同部位,TypeⅠ模式下竹条的弯曲强度和模量高于TypeⅡ模式,但TypeⅡ模式下竹条的弯曲韧性更高。TypeⅡ模式更易于成功制备弯曲构件,并可实现更小的弯曲半径。相比基部与梢部,中部竹条制备的弯曲构件的弯曲合格率更高,中部竹条在TypeⅡ模式下的最小弯曲半径(R)范围为30 mm<R≤60 mm。弯曲构件的弯曲稳定性与竹条的纤维体积分数呈负相关,具有最高纤维体积分数的中部竹条弯曲构件回弹角最大。【结论】竹秆不同部位的竹条在径向弯曲载荷作用下表现出显著的非对称性弯曲行为。在制备竹条弯曲构件时,可根据所需弯曲程度选择合适的竹秆部位和弯曲模式。使用中部竹条并采用TypeⅡ模式,能够有效提高弯曲构件的合格率和性能稳定性,尤其适用于制备弯曲程度较高的构件。
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关键词
竹材
弯曲构件
非对称性弯曲行为
弯曲成型
纤维体积分数
弯曲稳定性
力学性能
结构特性
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Keywords
bamboo
bending components
asymmetric bending behavior
bending forming
fiber volume fraction
bending stability
mechanical properties
structural properties
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分类号
S781.9
[农业科学—木材科学与技术]
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题名竹材弯曲胶合家具发展现状
被引量:3
- 2
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作者
杨丽
李喆喆
陈红
吴智慧
季加贵
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机构
南京林业大学家居与工业设计学院
浙江三箭工贸有限公司
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出处
《林产工业》
北大核心
2024年第7期66-69,83,共5页
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基金
浙江省博士后基金二等资助项目(ZJ2022170)。
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文摘
我国是世界上竹林资源储量最多的国家,竹材作为一种速生材料,绿色环保且具有优异的顺纹弯曲性能,是制作曲线型家具的理想材料。本文通过对竹材弯曲胶合家具的造型要素、工艺特点进行整理归纳,对竹材弯曲胶合工艺研究进展及问题进行总结分析,以期为竹材高效利用提供参考与理论依据,助力竹材弯曲胶合技术的发展。
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关键词
竹材
家具
造型要素
弯曲胶合
工艺
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Keywords
Bamboo
Furniture
Modeling elements
Bending and gluing
Technology
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分类号
TS664
[轻工技术与工程]
TS396
[轻工技术与工程]
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题名动模干式弯曲竹制品制造工艺
被引量:2
- 3
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作者
季加贵
娄志超
李延军
王瑞
韩贺
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机构
南京林业大学材料科学与工程学院
浙江三箭工贸有限公司
庆元志曲竹业有限公司
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出处
《林产工业》
北大核心
2023年第8期62-66,共5页
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基金
国家自然科学基金(31971740)
江苏省自然科学基金项目(BK20221336)
江西省林业局科技创新项目(202240)。
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文摘
介绍了动模干式弯曲技术及其加工设备。该技术可实现一次性将竹条软化、胶合、干燥和360°圆弧弯曲无损定型,同时实现了竹质弯曲构件的免钉装配,提高了竹质弯曲制品生产的自动化和连续化水平。此外,采用内外侧同时分段加热的方式,使组合竹条受热更加均匀,减少了裂痕、开胶等现象的发生。通过调整动模干式弯曲设备加热模具的形状、尺寸、弧度,不仅实现了多层竹单板的胶接弯曲,增加了弯曲件的操作厚度,还可实现多种弧度、形状的竹材弯曲定型,操作灵活。相关加工设备包括动模干式弯曲装置和热压定型装置。通过以上设备和方法制造的竹质弯曲制品性能整体满足使用GB/T 3324—2017《木家具通用技术条件》、GB/T 35607—2017《绿色产品评价家具》和GB 18401—2020《国家纺织产品基本安全技术规范》等标准相关要求。
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关键词
竹材弯曲
动模
干式
竹制品
生产工艺
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Keywords
Curved bamboo
Dynamic mold
Dry
Bamboo product
Production technology
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分类号
TS652
[轻工技术与工程]
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题名竹材多尺度下强韧性及水热影响研究进展
被引量:2
- 4
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作者
陈复明
何钰源
魏鑫
韩善宇
季加贵
王戈
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机构
国际竹藤中心
浙江三箭工贸有限公司
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出处
《林业工程学报》
CSCD
北大核心
2023年第4期10-18,共9页
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基金
国家自然科学基金(32001383)。
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文摘
高强韧性是竹材最重要的材性特征和加工利用优势之一,这种强韧性与竹材独特的多尺度结构有着密切关系。作为天然生物质复合材料,水分与温度的变化对其强韧性有着直接影响:含水率增加,有利于提升竹材抵抗塑性变形的能力;温度升高,则使其材性变脆;在水-热协同效应下,具有维管束梯度结构的竹材通过微纳结构和化学组分的变化影响强韧性。笔者着重从材料学角度分析了竹材的增韧机制,介绍了竹材的多尺度结构,综述了竹材如何在不同尺度下通过梯度结构、细胞协同变形、多细胞壁层结构和分子链滑移体现增韧机制。水分主要增大竹材细胞变形和分子链滑移空间,从而使竹材在相同外力作用下能发生更大的位移,增加韧性。分析了湿热处理时,竹材纤维素、木质素和半纤维素的位置、构象及其比例可能在较低温度下发生变化,进而调控其强韧性能的变化。在此基础上,按照传统竹制品和现代竹材加工工艺,列举了竹材强韧性的典型应用案例和强韧性新材料发展方向。最后,提出了竹材在湿热作用下强韧性机理可进一步研究的方向。
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关键词
竹材
强韧性
水热协同效应
多尺度结构
维管束梯度结构
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Keywords
bamboo
strength and toughness
synergy of water and heat
hierarchical structure
vascular gradient structure
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分类号
S781
[农业科学—木材科学与技术]
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题名竹弯曲家具发展现状
被引量:4
- 5
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作者
李喆喆
陈红
吴智慧
季加贵
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机构
南京林业大学家居与工业设计学院
浙江三箭工贸有限公司
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出处
《家具》
2023年第6期1-5,21,共6页
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基金
浙江省博士后基金二等资助项目(ZJ2022170)。
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文摘
中国竹林资源丰富,竹文化底蕴深厚,竹材优异的柔韧性使竹弯曲家具别具特色,是一种理想的家具材料。竹弯曲家具是指以竹制弯曲件为主要构件的一类家具,具有造型独特、结构稳固等优点,其发展满足了人们对个性化家具的需求。不同的竹弯曲家具拥有各自的特点,按照竹制构件材料及弯曲工艺可以分为圆竹弯曲家具、竹材加压弯曲家具、竹材胶合弯曲家具和竹材锯制弯曲家具。通过对竹弯曲家具的类型、结构以及加工方式等进行调研,对竹弯曲家具的发展现状及问题进行分析,归纳总结竹弯曲家具材料利用率低、设计缺乏创新性、生产机械化程度低等问题,并提出相应的建议,以期助力竹弯曲家具更好发展。
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关键词
竹家具
弯曲工艺
弯曲构件
发展建议
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Keywords
bamboo furniture
bending technology
bending components
development suggestion
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分类号
TS664
[轻工技术与工程]
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题名截面形态对竹条弯曲性能的影响
被引量:1
- 6
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作者
曹释予
张翔
季加贵
江甜
周雨砚
王雪花
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机构
南京林业大学家居与工业设计学院
三亚崖州湾科技城管理局
浙江三箭工贸有限公司
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出处
《家具》
2023年第5期33-37,116,共6页
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基金
国家自然科学基金(31800471)。
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文摘
通过研究竹条的弯曲极限状态、竹条表面状态和破坏形式分析弯曲方向、竹条厚度、竹条取材部位等因素对竹条弯曲性能的影响,为竹条弯曲加工提供参考。利用延时摄像记录并观察竹条弯曲至断裂瞬间的弯曲半径及弯曲断裂形态,通过竹条拱高和弯曲半径2个指标评价竹条弯曲性能。不同弯曲方向竹条弯曲性能,在径向竹青面弯曲(竹青)、径向竹黄面弯曲(竹黄)、弦向弯曲时,竹条的弯曲拱高、半径次序为:竹青>弦向>竹黄(规格相同时弯曲极限拱高:竹青>弦向>竹黄),即竹青面受拉时竹条弯曲性能最好;厚度对竹条弯曲性能影响:竹条越厚,弯曲性能越差,竹条越薄,弯曲性能越好;取材部位对竹条弯曲性能的影响:竹条取材越靠近竹青,弯曲程度越大,弯曲性能越好。建议对竹条弯曲时取材靠近竹青侧,竹条宽度沿弦向制取;保证强度的前提下,宜减小竹条厚度;且采用竹青面受拉的方式进行弯曲加工。
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关键词
竹条弯曲
拱高
半径
竹青
竹黄
弯曲性能
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Keywords
bamboo strip bending
arch height
radius
bamboo green
bamboo yellow
bending properties
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分类号
TS664
[轻工技术与工程]
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题名三种弯曲木的吸湿回弹及影响因素
- 7
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作者
朱秋璇
季加贵
曹释予
江甜
周雨砚
王雪花
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机构
南京林业大学家居与工业设计学院
浙江三箭工贸有限公司
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出处
《家具》
2023年第6期6-10,共5页
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基金
国家自然科学基金(31800473)
南京林业大学大学生实践创新训练计划(202010298140H)。
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文摘
实木弯曲是生产木质弯曲构件的重要方式,弯曲木的吸湿回弹影响尺寸稳定性以及产品质量。为研究弯曲木的吸湿回弹行为,软化处理、干燥定型弯曲木,在25℃室温条件下,调整湿度、弯曲直径和材料尺寸数值,以质量、宽度、厚度、弦长、拱高对弯曲木的经时吸湿回弹行为进行表征,发现随湿度增大,质量、尺寸、形状达到稳定时间延长,与湿度非正相关;弯曲直径对质量、宽度、厚度影响区别不大,对弦长、拱高影响明显,回弹量与弯曲直径非线性负相关;不同尺寸的弯曲木吸湿回弹稳定时间差异明显,尺寸增大,吸湿曲线稳定时间延长。弯曲木吸湿回弹影响最大的是环境湿度和弯曲直径。
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关键词
弯曲木
干燥定型
吸湿回弹
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Keywords
bent wood
dryness and stabilization
absorb moisture and spring back
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分类号
TS664
[轻工技术与工程]
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