Strength properties of furniture corner joints constructed with different wooden connectors and wood-based materials

• Autorzy: Śmietańska Katarzyna , Mielczarek Michał

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0016.0489

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Strength properties of furniture corner joints constructed with different wooden connectors and wood-based materials. The aims of this study were to determine the influence of the type of invisible wooden connectors on the strength in glued corner joints for chipboard and MDF, the most popular boards in box furniture. Three variants of connectors arrangement were considered: variant I - with the use of 4 wood grooven beech dowels, Variant II - with the use 2 beech Domino pins, Variant III - connectors mixed arrangement. Experiment results indicated that samples prepared using joining with dowels provided the highest strength values of all variants (F=1169 N for MDF panel, F= 617 for chipboard panel). Moreover, it has been observed that the corner connection with Domino pins is the type of connection with the lowest strength. It is worth noting that the above tendency was observed in both types of wood-based panels. The influence of the material also turned out to be a statistically significant factor in the analysis of joint strength. The use of MDF panel increased the strength values ,by 47% of the dowel joint, by 36% of the Domino pins and 34% of the connectors mixed arrangement, compared to their use in chipboard.

PL

Właściwości wytrzymałościowe narożników meblowych z zastosowaniem różnych łączników drewnianych i materiałów drewnopochodnych. Celem pracy było określenie wpływu rodzaju niewidocznych łączników drewnianych na wytrzymałość połączeń klejonych narożników konstrukcji mebli skrzyniowych dla płyty wiórowej i MDF, materiałów najczęściej stosowanych przy tego typu meblach. Rozważono trzy warianty rozmieszczenia łączników: wariant I - z wykorzystaniem 4 kołków bukowych ryflowanych, wariant II - z wykorzystaniem 2 kołków bukowych Domino, wariant III - układ mieszany łączników. Wyniki eksperymentu wykazały, że próbki połączone na kołki wykazały najwyższe wartości wytrzymałości ze wszystkich wariantów (F=1169 N dla płyty MDF, F= 617 dla płyty wiórowej). Ponadto zaobserwowano, że połączenia narożne z kołkami Domino wykazywały najniższą wytrzymałość. Warto zauważyć, że powyższą tendencję zaobserwowano dla obu płyt drewnopochodnych. Wpływ materiału okazał się czynnikiem istotnym statystycznie. Zastosowanie płyty MDF zwiększyło wartości wytrzymałościowe (o 47% w przypadku połączenia kołkowego, o 36% przy łącznikach Domino i o 34% przy układzie mieszanym) w porównaniu z ich zastosowaniem w płycie wiórowej.

Słowa kluczowe

EN

furniture corner joints; dowel; Domino pin; strength; wood-based materials; cabinet furniture

• Wydawca: Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
• Czasopismo: Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology
• Rocznik: 2022
• Tom: No. 118
• Strony: 55--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., rys.

Twórcy

autor

Śmietańska Katarzyna

• Department of Mechanical Processing of Wood, Institute of Wood Science and Furniture, Warsaw University of Life Sciences – SGGW

autor

Mielczarek Michał

• 2 Faculty of Wood Technology, Warsaw University of Life Sciences – SGGW

Bibliografia

• 1. ABDOLZADEH H., EBRAHIMI G., LAYEGHI M., GHASSEMIEH M., 2015: Analytical and experimental studies on stress capacity with modified wood members under combined stresses. Maderas. Ciencia y Tecnologia, 17(2), 263-276.
• 2. ALTINOK M., TAŞ H.H., ÇIMEN M., 2009: Effects of combined usage of traditional glue joint methods in box construction on strength of furniture. Materials & Design, 30(8), 3313-3317.
• 3. AMAN R.L., WEST H.A., CORMIER D.R., 2008: An evaluation of loose tenon joint strength. Forest Products Journal, 58(3), 61-64.
• 4. BARDAK T., TANKUT A.N., TANKUT N., AYDEMIR D., SOZEN E., 2017: The bending and tension strength of furniture joints bonded with polyvinyl acetate nanocomposites. Maderas. Ciencia y Tecnologia, 19(1), 51-62. http://dx.doi.org/10.4067/S0718-221X2017005000005
• 5. BRANOWSKI B., STARCZEWSKI K., ZABŁOCKI M., SYDOR M., 2020: Design Issues of Innovative Furniture Fasteners for Wood-based Boards. BioResources, 15(5), 8472-8495.
• 6. CHEN M., LYU J., 2018: Properties of double dowel joints constructed of medium density fiberboard. Ciencia y tecnología 20(3), 369 – 380.
• 7. CHEN CH., XING Y., XU W., TOR O., QUIN F., ZHANG J., 2019: Ultimate Direct Withdrawal Loads of Low Shear Strength Wooden Dowels in Selected Wood Species for Furniture Applications. BioResources 14(4), 9214-9227.
• 8. DERIKVAND M., EBRAHIMI G., ECKELMAN C.A., 2014: Bending moment capacity of mortise and loose-tenon joints. Wood and Fiber Science: Journal of the Society of Wood Science and Technology, 46(2), 1-8.
• 9. EDRIL Y.Z., ECKELMAN C.A., 2001: Withdrawal strength of dowels in plywood and oriented strand board. Forest Products Journal, 25, 319-327.
• 10. ECKELMAN C.A., HAVIAROVA E., 2011: Rectangular mortise and full-width tenon joints in ready-to-assemble light-frame timber constructions. Wood and Fiber Science, 43(4), 345-352.
• 11. HAO J., XU L., WU X., LI X., 2020: Analysis and modeling of the dowel connection in wood T type joint for optimal performance. College of Material Science and Engineering, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, Hunan, China 2020
• 12. İMİRZİ H. Ö, EFE H., 2013: Analysis of strength of corner joints in cabinet type furniture by using finite element method. Proceedings of the XXVIth International Conference Research for Furniture Industry. Ankara Turke 2013
• 13. JOŠČÁK P., KRASULA P., VIMPEĽ P., 2014: Strength properties of corner joints and extending joints on honeycomb boards. Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW Forestry and Wood Technology, 87, 97-104
• 14. KASAL A., ERDİL Y.Z., DEMİRCİ S., ECKELMAN C.A., 2012: Shear Force Capacity of Various Doweled Frame Type Furniture Joints. Journal of Forestry Faculty, Kastamonu Üni, Orman Fakültesi Dergisi, 13(1), 60-71.
• 15. KASAL A., KU ̧SKUN T., SMARDZEWSKI J., 2020: Experimental and Numerical Study on Withdrawal Strength of Different Types of Auxetic Dowels for Furniture Joints. Materials,13, 4252.
• 16. KOWALUK G., FUCZEK D., BEER P., GRZESKIEWICZ G., 2001: Influence of the raw materials and production parameters on chosen standard properties for furniture panels of biocomposites from fibrous chips. BioResources 6(3), 3004-3018.
• 17. LANGOVÁ N., JOŠČÁK P., GRIČ M., 2013: Strength properties of self-locking furniture joints with shape adapted for the production by CNC technology. Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW Forestry and Wood Technology, 83, 179-184.
• 18. LANGOVÁ N., RÉH R.. IGAZ R., KRIŠT’ÁK L., HITKA M., JOŠˇCÁK P., 2019: Construction of Wood-Based Lamella for Increased Load on Seating Furniture. Forests, 10, 525.
• 19. MAJEWSKI A., KRYSTOFIAK T., SMARDZEWSKI J., 2020: Mechanical Properties of Corner Joints Made of Honeycomb Panels with Double Arrow-Shaped Auxetic Cores. Materials, 13, 4212.
• 20. NORVYDAS V., JUODEIKIENĖ I., MINELGA D., 2005: The Influence of Glued Dowel Joints Construction on the Bending Moment Resistance. Materials Science (MEDŽIAGOTYRA), 11(1), 36-39.
• 21. SAAR K., KERS J., LUGA U., REISKA A., 2015: Detachable connecting fittings failure loads on plywood furniture. Proceedings of the Estonian Academy of Sciences, 64, 113–117.
• 22. ŠIMEK M., HAVIAROVÁ E., ECKELMAN C.A., 2008: The end distance effect of knock-down furniture fasteners on bending moment resistance of corner joints. ACTA UNIVERSITATIS AGRICULTURAE ET SILVICULTURAE MENDELIANAE BRUNENSIS, SBORNÍK MENDELOV Y ZEMĚDĚLSKÉ A LESNICKÉ UNIV ERZITY V BRNE, 26(2), 203-210.
• 23. SMARDZEWSKI J., 2019: Projektowanie mebli, Powszechne Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa.
• 24. SMARDZEWSKI J., PREKRAD S., 2002: Stress distribution in disconnected furniture joints. Electronic Journal of Polish Agricultural Universities 5(2).
• 25. SMARDZEWSKI J., RZEPA B., KILIC H., 2016: Mechanical Properties of extennaly invisible furniture joints made of wood-based composites. BioResources, 11(1), 1224-1239.
• 26. SYDOR M., 2005: Właściwości konstrukcyjne półsztywnych kątowych połączeń płyt drewnopochodnych ze złączami, Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Poznań.
• 27. TANKUT A.N., TANKUT N., 2009: Investigations the effects of fastener, glue, and composite material types on the strength of corner joints in case-type furniture construction. Materials and Design, 30, 4175-4182. doi:10.1016/j.matdes.2009.04.038
• 28. TAS H.H., 2010: Strength properties of L-profiled furniture joints constructed with laminated wooden panels. Scientific Research and Essays 5(6), 545-550.
• 29. UYSAL M., HAVIAROVA E., 2018: Estimating Design Values for Two-Pin Moment Resisting Dowel Joints with Lower Tolerance Limit Approach. BioResources 13(3), 5241-5253
• 30. WANG X., SALENIKOVICH A., MOHAMMAD M., LIN J. HU, 2006: Evaluation of density distribution in wood-based panels using X-ray scanning. 14TH International Symposium in Nondestructive Testing of Wood, May 2005, University of Applied Sciences, Germany, Eberswalde, 11(4).
• 31. WILCZYŃSKI A., WARMBIER K., 2000: Wpływ sposobu mocowania i obciążania próbki połączenia narożnego o złączu dwukołkowym na sztywność i nośność połączenia. Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Pedagogicznej w Bydgoszczy, 20, 59-75.
• 32. ZABORSKY V., BORUVKA V., KASICKOVA V., GAFF M., 2018: The Effect of Selected Factors on Domino Joint Stiffness. BioResources 13(2), 2424-2439.
• 33. ZWERGER K., 2012: Wood and Wood joints: Building Traditions of Europe, Japan and China”, Basel, Switzerland.
• 34. Festool, 2016. The Domino System User Manual, Festool, Wendlingen, German
• 35. Festool, 2011. Połaczenia domino. Podręcznik użytkowania