一种家具结构节点抗扭转疲劳强度测试装置的制作方法

本实用新型涉及一种家具结构节点和接合节点抗扭转疲劳强度测试装置及测试方法，适用于为不同材质的家具结构优化、结构设计、接合研究和强度测试提供试验依据，属于材料与制品测试技术领域。

背景技术：

家具结构节点及接合处是家具使用过程中最易产生破坏的地方，对家具材质的性能、结构设计、接合强度要求最高，家具节点处的结构强度的检测与应力分析不仅影响家具设计师的造型设计，也对科研人员对于新材料的研发、家具整体结构的优化设计和家具新材料的高强度接合技术的研究有重大的理论和实践意义。目前国内外对家具结构节点或接合节点的扭转疲劳强度并没有明确的测试方法和规范，本发明是研究在不同家具材料、不同榫卯结构、不同金属连接件结构和不同胶种接合形式下的家具部件节点的扭转耐久疲劳强度，为研究家具结构节点强度性能提供试验依据，对于家具新材料高强度接合技术的研发、家具整体结构优化设计技术的研究具有重要的理论指导意义和实际应用价值。

技术实现要素：

本实用新型提出的是一种家具结构节点抗扭转疲劳强度测试装置，其目的旨在克服现有技术所存在的上述不足，可广泛应用于测试家具结构节点部件在受扭转载荷时的抗扭转疲劳强度及其耐久性，为不同材质的家具结构优化、结构设计、接合研究、结构节点强度与应变分布测试提供试验依据。

本实用新型的技术解决方案：一种家具结构节点抗扭转疲劳强度测试装置，其结构包括工作台、扭转加载单元和计算机控制系统，其中扭转加载单元中的扭转加载头（U型夹具4、扭矩传感器5、旋转气缸6、轴承支座及底板7）和固定夹具3、夹具8，分别通过调节螺杆9和T型板12、固定台板2上的燕尾槽、桥板13上的槽进行位置的安装、调节和锁紧，实现对试件11的夹持和扭转加载；计算机控制系统10通过旋转臂安装在工作台上，或单独操控台的形式分体设置，用于操控加载单元。

本实用新型的优点：

1）可广泛应用于测试家具结构节点部件的在受扭转载荷时的抗扭转疲劳强度及其耐久性，尤其是研究在不同家具材料、不同榫卯结构、不同金属连接件结构和不同胶种接合形式下的家具部件节点的扭转耐久疲劳强度；

2）可为研究家具结构节点强度性能提供试验依据，对于家具新材料高强度接合技术的研发、家具整体结构优化设计技术的研究具有重要的理论指导意义和实际应用价值；

3）本测试装置，根据需要可配置1组或多组扭转加载单元，以适应不同数量试件的同时测试；也可由2组扭转加载单元共同组合对试件实现同时向内或同时向外扭转试验；测试试件可以是二维接合件、三维接合件或二维弯曲件等，其断面可以是方形或圆形或椭圆形等。

附图说明

图1是家具结构节点抗扭转疲劳强度测试装置的结构示意图。

图2是2组扭转加载单元共同组合对试件实现同时向内或同时向外扭转试验示意图。测试试件11可以是二维接合件、三维接合件或二维弯曲件等，其断面可以是方形、圆形或椭圆形等。

图中的1是机台架、2是固定台板、3是固定夹具、4是U型夹具、5是扭矩传感器、6是旋转气缸（气动马达）、7是轴承支座及底板、8是夹具、9是调节螺杆、10是计算机控制系统、11是测试试件（家具结构节点）、12是T型板、13是桥板。

具体实施方式

一种家具结构节点抗扭转疲劳强度测试装置，其结构包括工作台、扭转加载单元和计算机控制系统，其中扭转加载单元中的扭转加载头（U型夹具4、扭矩传感器5、旋转气缸6、轴承支座及底板7）和固定夹具3、夹具8，分别通过调节螺杆9和T型板12、固定台板2上的燕尾槽、桥板13上的槽进行位置的安装、调节和锁紧，实现对试件11的夹持和扭转加载；计算机控制系统10通过旋转臂安装在工作台上，或单独操控台的形式分体设置，用于操控加载单元。

所述的装置的工作台，其结构是包括机台架1、固定台板2、T型板12和桥板13，其中固定台板2安装在机台架1一侧，T型板12固定在机台架1上，桥板13安装在固定台板2上。

所述的扭转加载单元，其结构包括固定夹具3和扭转加载头，其中扭转加载头由U型夹具4、扭矩传感器5、旋转气缸6、轴承支座及底板7相连组成，并由U型夹具4与固定夹具3实现对家具结构节点测试试件11的夹持和扭转加载；扭转加载单元可以是1组或多组，常用2组。

用家具结构节点抗扭转疲劳强度测试装置进行测试的方法，包括如下步骤：

（1）安装和夹紧试件；

（2）安装和调节扭转加载头；

（3）设定扭矩值并进行扭转循环加载；

（4）扭转试验由计算机控制系统自动控制和处理。

所述的步骤（1）安装和夹紧试件：确定待测家具结构节点的种类和测试要求，确定加载位置，将待测家具结构节点试件11安装在固定夹具3上，通过固定夹具3在固定台板2上的燕尾槽进行位置的安装、调节和锁紧。

所述的步骤（2）安装和调节扭转加载头：通过调节螺杆9和工作台上的T型板12对扭转加载头进行位置调节，使U型夹具4夹持试件11，并使U型夹具4与测试试件11保持在同一水平轴线位置，根据需要可配置1组或多组扭转加载单元，以适应不同数量试件的同时测试；也可由2组扭转加载单元共同组合，通过2个U型夹具4对L型或T型测试试件11实现同时向内或同时向外扭转试验，对T型测试试件的第三端也可由夹具8进行夹持；测试试件11可以是二维接合件、三维接合件或二维弯曲件等，其断面可以是方形或圆形或椭圆形等。

所述的步骤（3）设定扭矩值并进行扭转循环加载：通过计算机控制系统10和扭矩传感器5，控制旋转气缸6按照测试试验设定的扭矩值要求对试件11进行扭转循环加载，并由扭矩传感器5和计算机控制系统10分别记录扭转试验次数。

所述的步骤（4）扭转试验由计算机控制系统自动控制和处理：整个扭转加载试验过程由计算机控制系统10自动控制、数据处理、实时监控和实时显示；控制系统会计算并输出结果，将施加的载荷按照预设的输出形式，自动输出数值和绘制相应图表；当测试试件11扭转损坏或达到设置的扭转试验次数后，加载试验会自动停机。

对照图1，家具结构节点抗扭转疲劳强度测试装置的结构示意图，由U型夹具4、扭矩传感器5、旋转气缸6、轴承支座及底板7相连组成扭转加载头，扭转加载头和固定夹具3（或夹具8）组成扭转加载单元，并分别通过调节螺杆9和T型板12、固定台板2上的燕尾槽、桥板13上的槽进行位置的安装、调节和锁紧，实现对试件11的夹持和扭转加载，U型夹具4与测试试件11保持在同一水平轴线位置；扭转加载单元可以是1组或多组，常用2组。

对照图2，是2组扭转加载单元共同组合对试件实现同时向内或同时向外扭转试验示意图，L型或T型测试件11由2组扭转加载单元的U型夹具4同时夹持，也可由夹具8对T型测试试件的第三端进行夹持；测试试件11可以是二维接合件、三维接合件或二维弯曲件等，其断面可以是方形、圆形或椭圆形等。