Strength comparative analysis of furniture joints made of various materials

• Autorzy: Sydor Maciej , Kwapich Agnieszka , Pohl Piotr

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0015.2337

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The strength comparative analysis of furniture joints made of various materials. The influence of the load on the angular deformation of the furniture joint samples made of various materials was studied. The tests were carried out for six types of furniture materials: chipboard, MDF, hardwood plywood, glued pine wood, glued oak wood and HPL and for three types of fasteners with different ways of fixing in connected elements: shape-thread, expansion-expansion and expansion-thread way of anchoring in material of boards. The joint samples were loaded with a bending moment only (without inducing transverse loadings). The maximum load capacity and load capacity at the 3° (0.052 rad) sample rotation was measured and then the stiffness coefficients were calculated. Considerable differences were found between HPL and others lignocellulosic materials. Expansion fasteners offer incredibly low joint rigidity. This was observed for all tested furniture materials, from soft (chipboard) to very hard (HPL). Expansion connectors work better in soft lignocellulosic materials than in hard materials. The main advantage of expansion fasteners, in comparison to shape-thread fasteners, is its low visibility in the joint and the technological ease of assembly. On the other hand, thread-shaped connectors offer much greater strength and stiffness of joints.

PL

Analiza porównawcza wytrzymałości połączeń meblowych wykonanych z różnych materiałów. Zbadano wpływ obciążenia na odkształcenie kątowe próbek połączeń wykonanych z różnych materiałów stosowanych w meblarstwie: płyty wiórowej, MDF, sklejki liściastej, drewna sosnowego klejonego, drewna dębowego klejonego oraz HPL. W badaniach wykorzystano trzy rodzaje łączników: gwintowo-kształtowy (mimośrodowy), rozprężnorozprężny i gwintowo-rozprężny. Próbki połączeń zostały obciążone wyłącznie momentem zginającym (bez wywoływania sił ścinających). Zmierzono nośność maksymalną oraz nośność przy odkształceniu 3° (0,052 rad), a następnie obliczono współczynniki sztywności połączeń. Stwierdzono znaczne różnice w wytrzymałości między HPL a innymi materiałami lignocelulozowymi. Łączniki rozprężne zapewniają bardzo małą sztywność połączenia. Zaobserwowano to dla wszystkich badanych materiałów meblowych, od miękkich (płyta wiórowa) po bardzo twarde (HPL). Łączniki tego typu lepiej sprawdzają się w miękkich materiałach lignocelulozowych niż w materiałach twardych. Główną zaletą łączników rozporowych, w porównaniu do łączników gwintowo-kształtowych, jest ich mała widoczność w połączeniu oraz technologiczna łatwość montażu. Z drugiej strony łączniki gwintowokształtowe oferują znacznie większą wytrzymałość i sztywność połączeń.

Słowa kluczowe

EN

furniture fastener; particle board; MDF; plywood; pine; oak; HPL

• Wydawca: Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
• Czasopismo: Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology
• Rocznik: 2021
• Tom: No. 113
• Strony: 89--98
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sydor Maciej

• Department of Woodworking and Fundamentals of Machine Design, Faculty of Forestry and Wood Technology, Poznań University of Life Sciences, Poznań, Poland

autor

Kwapich Agnieszka

• Department of Woodworking and Fundamentals of Machine Design, Faculty of Forestry and Wood Technology, Poznań University of Life Sciences, Poznań, Poland

autor

Pohl Piotr

• Digitouch sp. z o.o., Suchy Las, Poland

Bibliografia

• 1. ANTOV P., SAVOV V., NEYKOV N., 2020: Reduction of formaldehyde emission from engineered wood panels by formaldehyde scavengers – A review. In Sustainability of Forest-Based Industries in the Global Economy - Proceedings of Scientific Papers, WoodEMA, i.a., 289–294.
• 2. BRANOWSKI B., POHL P. (Eds.), 2004: Modelowanie półsztywnych węzłów konstrukcyjnych mebli / Modeling of semi-rigid furniture joints. Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego, Poznań.
• 3. BRANOWSKI B., POHL P., WIELOCH G., 2007: Badania porównawcze nośności i sztywności wybranych połączeń płyt lignocelulozowych ze złączami wielokrotnego montażu / Comparative tests of load capacity and stiffness for selected joints of lignocellulose boards for multiple assemblies. In XXIII Sympozjon Podstaw Konstrukcji Maszyn. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów – Przemyśl, 46–55.
• 4. ECKELMAN C.A., 1978: Strength design of furniture. Tim Tech Inc., Casper. Retrieved from http://www.agriculture.purdue.edu/fnr/faculty/Eckelman/pdf/pdm0scan.pdf
• 5. JOŠČÁK P., LANGOVÁ N., 2018: Pevnostné navrhovanie nábytku / Strength design of furniture. Technická Univerzita vo Zvolene, Zvolen
• 6. MOSTOWSKI R., SYDOR M., 2005: Interferencja naprężeń w strefie kontaktu płyt drewnopochodnych półsztywnego połączenia meblowego / Interference of stresses in the contact zone of wood-based panels of a semi-rigid furniture joint. In XXII Sympozjon PKM. Referaty sesyjne i plakatowe, Wydawnictwo Fundacji Rozwoju Akademii Morskiej w Gdyni, Gdynia, 391–400
• 7. SMARDZEWSKI J., 2015: Furniture design. Springer International Publishing AG, Basel, Switzerland. Retrieved from https://doi.org/10.1007/978-3-319-19533-9
• 8. SYDOR M., 2005: Właściwości konstrukcyjne półsztywnych kątowych połączeń płyt drewnopochodnych ze złączami / Design features of semirigid furniture corner joints with fasteners. Rozprawa doktorska / PhD thesis. Politechnika Poznańska. WMRiT, Poznań. https://doi.org/10.13140/2.1.3231.7768
• 9. SYDOR M., POHL P., 2019: Load-bearing capacity and characteristic forms of destruction of furniture joints with rastex 15 and P-10 clamex fasteners. Ann. WULS SGGW For. Wood Tech. 106, 38–48
• 10. BRANOWSKI B., ZABŁOCKI M., SYDOR M., 2018: Experimental analysis of new furniture joints. Bioresources, 13, 370-82. https://doi.org/10.15376/biores.13.1.370-382
• 11. LANGOVÁ N., RÉH R., IGAZ R., KRIŠŤÁK Ľ., HITKA M., JOŠČÁK P., 2019: Construction of Wood-Based Lamella for Increased Load on Seating Furniture. Forests, 10. https://doi.org/10.3390/f10060525
• 12. RÉH R., KRIŠŤÁK Ľ., HITKA M., LANGOVÁ N., JOŠČÁK P., ČAMBÁL M., 2019: Analysis to Improve the Strength of Beds Due to the Excess Weight of Users in Slovakia. Sustainability, 11, 624. https://doi.org/10.3390/su11030624
• 13. BRANOWSKI B., STARCZEWSKI K., ZABŁOCKI M., SYDOR M., 2020: Design issues of innovative furniture fasteners for wood-based boards. Bioresources, 15, 8472-95. https://doi.org/10.15376/biores.15.4.8472-8495
• 14. MÁCHOVÁ E., LANGOVÁ N., RÉH R., JOŠČÁK P., KRIŠŤÁK Ľ., HOLOUŠ Z., et al., 2019: Effect of moisture content on the load carrying capacity and stiffness of corner woodbased and plastic joints. Bioresources, 14, 8640–55. https://doi.org/10.15376/biores.14.4.8640-8655

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).