本实用新型专利技术提供一种榫接合节点摩擦系数的测量装置，包括底板、钢丝绳、配重、试件槽、转向机构和用于连接力学试验机的试验机接口，底板的一端设有转向机构，底板的另一端设有用于容纳待测试件的试件槽，配重设于待测试件上，钢丝绳的一端连接待测试件，钢丝绳的另一端绕过转向机构连接试验机接口；该种榫接合节点摩擦系数的测量装置，能够实现榫接合节点摩擦系数的快捷有效准确测量，结构设计合理，操作便捷，能够有效降低测量误差，使得测量误差处于极小范围，成本较低，利于使用。
【技术实现步骤摘要】
榫接合节点摩擦系数的测量装置
本技术涉及一种榫接合节点摩擦系数的测量装置。
技术介绍
榫接合作为我国传统实木家具的主要连接方式被沿用至今，因其精巧的外观，牢固的结构而著称，不采用任何金属五金及胶黏剂，仅凭榫孔与榫头之间的紧密配合，既能达到理想的接合强度，这一工艺仍在沿用。榫接合家具的受力情况多种多样，但通常对其力学性能的考察可分为抗拔、抗弯及抗扭转强度等，三种强度均与榫接合节点处的压力和摩擦系数有关。在无胶榫卯接合形式下，榫接合节点抗拔强度完全来源于榫头与榫眼间的摩擦力，而摩擦力则是榫头与榫孔之间过盈配合产生的接触正压力及摩擦系数的共同作用效果。因此，在无胶接合情况下，榫接合界面的摩擦系数及接触压力共同决定了节点强度的大小。同时，即使在现有实木榫接合家具中通常采用的施胶工艺中，经显微镜观察在过盈配合部分胶黏剂也几乎不存在，依然凭借的是榫头与榫孔之间的摩擦力以及间隙配合部分的胶合强度共同决定榫接合节点的抗拔强度。大量学者对实木榫接合的力学性能进行了研究，但主要集中于对影响榫接合节点强度因素的研究。目前对榫接合节点强度的研究主要从以下几方面着手：1)配合参量对榫接合强度的影响，其实质为节点正压力对榫接合强度的影响(参考文件1：宋俞成，朱丽华，马贞，刘文金.梓木家具圆榫接合抗拉强度影响因素试验研究[J].林产工业,2014,41(03):20-23.)。2)榫接合形式对节点强度的影响，通过对不同形式的榫接合T型或L型构件的抗拔及抗弯强度进行测试，来评价不同榫接合形式对接合强度的影响(参考文件2：TANKUTA.N,TANKUTN.Theeffectsofjointforms(shape)anddimensionsonthestrengthsofmortiseandtenonjoints[J].TurkishJournalofAgricultureandForestry,2005,29(6):493–498.参考文件3：李素瑕，刘文金，孙德林.速生松木家具几种节点接合方式的强度比较研究[J].中南林业科技大学学报,2014,34(2):122–126.)。3)胶黏剂种类以及不同树种对榫接合节点强度的影响(参考文件4：SMARDZEWSKIJ.Strengthofprofile-adhesivejoints[J].WoodScienceandTechnology,2002,36(2):173–183.参考文件5：RATNASINGAMJ,IORASF.Effectofadhesivetypeandglue-linethicknessonthefatiguestrengthofmortiseandtenonfurniturejoints[J].EuropeanJournalofWoodandWoodProducts,2013,71(6):819–821.参考文件6：SmardzewskiJ.Effectofwoodspeciesandgluetypeoncontactstressesinamortiseandtenonjoint[J].ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineersPartCJournalofMechanicalEngineeringScience,2008,222(12):2293-2299.)通过对相关文献的查阅，并未发现从节点层面对榫接合间进行深入的研究。对摩擦系数的测量仅停留在平面接触状态下，研究内容包括木材与木材，木材与橡胶以及木材与刀具之间的摩擦系数测量等(参考文件7：许美君,李黎,高鑫鑫,张佩.纹理方向对木材与橡胶带间摩擦系数的影响[J].木材加工机械,2012,23(05):38-42+15.参考文件8：彭晓瑞,张占宽,李伟光,王宝刚.润滑冷却介质对刀具与木材表面之间摩擦系数的影响[J].木材工业,2012,26(05):52-55+59.)。现有的主要测量木制材料摩擦系数的方法主要有电子秤测量法、液压器法和液压缸法。三种测量木制材料摩擦系数的方法具体说明如下：电子秤测量法，如图1所示，将木材(01)放置在木板(02)上，并将电子秤(01)连接木材(01)，通过人工拖动电子秤(01)来测量拉力，并进一步计算得到摩擦系数。此方法的缺点是，手动牵引过程中存在较大误差(参考文件9：王丹.传统木结构节点区摩擦耗能机理及力学模型化试验研究[D].昆明理工大学,2014.)。液压器法，主要通过千斤顶或者液压缸作为水平的驱动力，分别如图2与图3所示。其中图2为千斤顶法(参考文件10：张鹏程.中国古代木构建筑结构及其抗震发展研究[D].西安建筑科技大学,2003.)。通过在试件一(01)的上下两端分别设置试件二(02)，通过在试件二(02)的两侧分别设置限位支撑(03)，并设置水平向千斤顶(04)与垂直向千斤顶(05)，水平向千斤顶(04)与试件二(02)间、垂直向千斤顶(05)与试件一(01)间分别设置垫片(06)。通过水平和垂直方向的两个千斤顶来实现水平推力和轴向压力，此种加载方式仍需手动，且数据读取不方便，装置较复杂，易产生较大误差。图3采用液压缸作为驱动力，将试件(01)设置在固定底座(02)上，将配重(03)放置在试件(01)上，试件(01)的两侧分别设有位移计(04)和液压缸(05)，试件(01)与液压缸(05)间设有压力传感器(06)，同时，增加了压力传感器和位移计，其更加便于读数，但同样存在加载速度控制的问题，且测量装置部分与加载部分分离，机构较多，容易造成误差(参考文件11：孟庆军.木质材料间摩擦性能及其对木结构设计的影响研究[D].东北林业大学,2010.)。以上三种方法仅能对木材与木材在平面接触状态下的摩擦系数进行测量，且测量装置较为复杂，人为因素造成的误差大，且并不能对曲面接触状态下的榫接合节点摩擦系数进行测量。上述问题是在榫接合节点摩擦系数的测量过程中应当予以考虑并解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种榫接合节点摩擦系数的测量装置解决现有技术中存在的测量装置较为复杂，人为因素造成的误差大，且并不能对曲面接触状态下的榫接合节点摩擦系数进行测量的问题。本技术的技术解决方案是：一种榫接合节点摩擦系数的测量装置，包括底板、钢丝绳、配重、试件槽、转向机构和用于连接力学试验机的试验机接口，底板的一端设有转向机构，底板的另一端设有用于容纳待测试件的试件槽，配重设于待测试件上，钢丝绳的一端连接待测试件，钢丝绳的另一端绕过转向机构连接试验机接口。进一步地，转向机构包括转向座、定滑轮和固定螺栓孔，转向座设有转向槽，定滑轮的转轴两端分别连接转向槽的两侧，钢丝绳绕过定滑轮分别连接待测试件与试验机接口。进一步地，转向座包括底盘和转向块，转向块设于底盘上，转向块设有转向槽，底盘设有固定螺栓孔和固定螺栓，底板设有螺孔，固定螺栓穿过固定螺栓孔及底板的螺孔与力学试验机的台面上的螺栓孔螺纹连接。进一步地，底板的底部设有定位接口，定位本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种榫接合节点摩擦系数的测量装置，其特征在于：包括底板、钢丝绳、配重、试件槽、转向机构和用于连接力学试验机的试验机接口，底板的一端设有转向机构，底板的另一端设有用于容纳待测试件的试件槽，配重设于待测试件上，钢丝绳的一端连接待测试件，钢丝绳的另一端绕过转向机构连接试验机接口。/n
【技术特征摘要】
1.一种榫接合节点摩擦系数的测量装置，其特征在于：包括底板、钢丝绳、配重、试件槽、转向机构和用于连接力学试验机的试验机接口，底板的一端设有转向机构，底板的另一端设有用于容纳待测试件的试件槽，配重设于待测试件上，钢丝绳的一端连接待测试件，钢丝绳的另一端绕过转向机构连接试验机接口。
2.如权利要求1所述的榫接合节点摩擦系数的测量装置，其特征在于：转向机构包括转向座、定滑轮和固定螺栓孔，转向座设有转向槽，定滑轮的转轴两端分别连接转向槽的两侧，钢丝绳绕过定滑轮分别连接待测试件与试验机接口。
3.如权利要求2所述的榫接合节点摩擦系数的测量装置，其特征在于：转向座包括底盘和转向块，转向块设于底盘上，转向块设有转向槽，底盘设有固定螺栓孔和固定螺栓，底板设有螺孔，固定螺栓穿过固定螺栓孔及底板的螺孔与力学试验机的台面上的螺栓孔螺纹连接。
【专利技术属性】
技术研发人员：胡文刚，关惠元，苗艳凤，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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