Experimentální testovaní demontovatelných nábytkových spojů

Bc. Lukáš Sahula

Master's thesis

Experimental verification of furniture demountable joints

Abstract:

Obsahem diplomové práce je experimentální testování demontovatelných nábytkových spojů, které byly namáhány ohybovým momentem v tlaku a tahu, a zhodnocení vlivu jednotlivých faktorů na elastickou tuhost spoje. Mezi ovlivňující faktory patří typ namáhání, tloušťka spoje, vzdálenost válcové matice v lubu od boční plochy sloupku a odklon letokruhů. Po výrobě a sestavení zkušebních těles byly použity nábytkové šrouby o průměru 6 a 8 mm, které svými rozměry představovaly jednu třetinu a jednu čtvrtinu tloušťky lubu. Šrouby byly upevněny za pomoci válcových matic, jež byly vsazeny do předem zhotovených otvorů v lubu. Vzdálenost matic od boční plochy sloupku byla určena na 25 a 65 mm. Díky vytvořeným počítačovým simulacím, které s použitím metody konečných prvků byly, vymodelovány v programu SolidWorks, bylo možné ověřit, v jakém místě a jakým způsobem působí napětí v závislosti na velikosti deformace. Tyto simulace se následně porovnávaly s průběhy zkouškových grafů. Pokud se jednalo o bezproblémový průběh zkoušky, tak v případě porovnání simulací s výslednými grafy z měření byly hodnoty přibližně stejné, v některých případech vycházely vyšší hodnoty u počítačových simulací. Po analýze všech působících faktorů bylo možné statisticky vyhodnotit vliv na elastickou tuhost spoje. Dle této testovací statistiky vyplývá, že byl prokázán vliv na elastickou tuhost spoje, a to v případě typu namáhání, tloušťky spoje a vzdálenosti válcové matice od boční plochy sloupku. Úhel letokruhů, jako faktor, který by významně ovlivňoval elastickou tuhost, byl označen jako statisticky nevýznamný.

Abstract:

The substance of this diploma thesis is experimental testing of dismantleable furniture joints that were subjected to tensile and compressive strain at the bending moment, and evaluation of the influence of separate factors on the elastic stiffness of the joint. Influencing factors include type of strain, thickness of joint, distance of cylindrical nut in the apron from the lateral surface of the leg and the angle of the grain. After manufacture and assembly of the testing specimens, furniture bolts 6 and 8 mm in diameter which represented one third and one quarter of the thickness of the apron. The bolts were fastened using cylindrical nuts inserted into pre-made openings in the apron. The distance of the nuts from the lateral surface of the leg was specified at 25 and 65 mm. Thanks to the creation of computer simulations, modelled in the SolidWorks computer programme by application of the finite element method, it was possible to verify where and how stress acts depending on the degree of deformation. These simulations were subsequently compared with the course of testing graphs. Where the tests had a problem free course, when the simulations were compared with the graphs resulting from measurements, the values were approximately the same, in some cases higher in the case of the computer simulations. After analysis of all of the acting factors, the influence on the elastic stiffness of the joint could be statistically evaluated. These test statistics demonstrate that of the thickness of the joint and the distance of the cylindrical nut from the lateral surface of the leg have an influence on the elastic stiffness of a joint. The angle of the grain as a factor influencing the elastic stiffness of a joint was identified as statistically insignificant.

Keywords

tuhost, výpočtový model, metoda konečných prvků, simulace, nábytkový spoj, experimentální test

Keywords

experimental test, stiffness, computational model, furniture joint, finite element method, simulation

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 4. 2018

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Vlastimil Borůvka, PhD.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Master programme / field:
Wood Engineering / Wood Engineering