美國(guó)軟體沙發(fā)性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.美國(guó)軟體沙發(fā)性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)1 簡(jiǎn)介本文所探討的家具性能測(cè)試是一種加速使用的疲勞和強(qiáng)度承受能力的測(cè)試方法，可以用來(lái)評(píng)估產(chǎn)品能否達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。在家具產(chǎn)業(yè)中，有一套產(chǎn)品性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是很重要的，它不僅可以確保家具設(shè)計(jì)和制造程序達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量設(shè)計(jì)要求，而且可以幫助顧客了解并區(qū)分家具的質(zhì)量差別，在購(gòu)買家具時(shí)可根據(jù)個(gè)人的經(jīng)濟(jì)狀況和喜好加以權(quán)衡選擇。20世紀(jì)70年代以來(lái)，世界上許多國(guó)家或地區(qū)根據(jù)本國(guó)或本地區(qū)的具體情況制定了家具性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，用以進(jìn)行產(chǎn)品檢測(cè)以確保質(zhì)量，但

2、至今為止還沒有一個(gè)全球通用的標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)普渡大學(xué)家具研究中心于1997年應(yīng)聯(lián)邦政府General Service Administration (GSA)的要求開始研制沙發(fā)的性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，目的是建立一套家具產(chǎn)業(yè)中通用的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，其測(cè)試方法必須具備下列條件：1）應(yīng)用不受地域限制；2）最大限度地提供力學(xué)設(shè)計(jì)的信息；3）為制造商提供產(chǎn)品市場(chǎng)化的信息，為顧客提供評(píng)估產(chǎn)品的信息；4）能夠?qū)﹂L(zhǎng)期以來(lái)積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提供一個(gè)量化方法；5）提供一個(gè)明確的家具強(qiáng)度量化方法。 研究成成果FNAAE800-2114A于19880年被啟啟用，作作為美國(guó)國(guó)政府機(jī)機(jī)構(gòu)的家家具采購(gòu)購(gòu)測(cè)試標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。自自標(biāo)準(zhǔn)實(shí)實(shí)施20多年以以來(lái)，它

3、它不僅是是美國(guó)政政府機(jī)械械、公共共場(chǎng)所設(shè)設(shè)施組織織購(gòu)買家家具時(shí)的的質(zhì)量驗(yàn)驗(yàn)證手段段，而且且同時(shí)已已被家具具制造廠廠家廣泛泛采用作作為新產(chǎn)產(chǎn)品研制制開發(fā)、質(zhì)質(zhì)量評(píng)估估以及力力學(xué)輔助助設(shè)計(jì)和和驗(yàn)證的的重要工工具，用用途很廣廣泛。例例如，通通過(guò)測(cè)試試并比較較舊的設(shè)設(shè)計(jì)，制制造廠家家可以系系統(tǒng)衡量量新的設(shè)設(shè)計(jì)，包包括新的的框架設(shè)設(shè)計(jì)，新新的接頭頭方式，新新的連接接部件，新新的材料料等是否否能達(dá)到到所要求求的技術(shù)術(shù)水平標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。在在美國(guó)通通過(guò)GSA家具性性能測(cè)試試的信息息是公開開的，所所以通過(guò)過(guò)檢測(cè)的的生產(chǎn)廠廠家具有有市場(chǎng)競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)勢(shì)。 密西西比州州是美國(guó)國(guó)最大的的軟體沙沙發(fā)家具具生產(chǎn)基基地，根根據(jù)200

4、03年的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)據(jù)，美國(guó)國(guó)70%的軟體體沙發(fā)產(chǎn)產(chǎn)自密西西西比州州。自19887年密西西西比州州立大學(xué)學(xué)林產(chǎn)品品實(shí)驗(yàn)室室家具研研究中心心成立以以來(lái)，在在家具力力學(xué)方面面做了許許多研究究，并為為家具制制造公司司和材料料生產(chǎn)廠廠家進(jìn)行行了大量量的GSA性能測(cè)測(cè)試。2 GSAA沙發(fā)性性能測(cè)試試 2.11 測(cè)試方方法 GSAA性能測(cè)測(cè)試基于于循環(huán)遞遞增加載載模式（圖1）。測(cè)試開始時(shí)先給沙發(fā)加一個(gè)起始載荷，這個(gè)載荷以20次/分的頻率循環(huán)加力25000/次。循環(huán)結(jié)束后，載荷增加一定量，然后再循環(huán)25000次。當(dāng)載荷達(dá)到所需求的水平，或沙發(fā)框架或部件破環(huán)時(shí)測(cè)試才結(jié)束。 2.22測(cè)度設(shè)設(shè)備 GSA沙發(fā)發(fā)性能測(cè)

5、測(cè)試是在在一套特特別設(shè)計(jì)計(jì)的汽缸缸-管道支支架系統(tǒng)統(tǒng)上進(jìn)行行的（如如照片所所示）。氣氣缸在壓壓縮空氣氣機(jī)的推推動(dòng)下，以20次/分的循環(huán)頻率對(duì)被測(cè)沙發(fā)加載。加載循環(huán)次數(shù)是由一個(gè)可編程邏輯控制器和可重置電子記數(shù)系統(tǒng)進(jìn)行記錄的。當(dāng)沙發(fā)框架或部件破壞時(shí)，限制開關(guān)被激活并停止測(cè)試。整套設(shè)備宜于購(gòu)置，投資成本較低，而且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于重新安裝調(diào)整和維修保養(yǎng)，靈活易調(diào)整的連接系統(tǒng)可以使載荷的方向中隨著家具各部件之間相對(duì)位移的變化而變化。2.3主要要的測(cè)試試類型 圖2所示示是沙發(fā)發(fā)的基本本框架圖圖，沙發(fā)發(fā)框架可可以分成成3個(gè)部分分：坐基基框架系系統(tǒng)、側(cè)側(cè)邊扶手手框架系系統(tǒng)和后后靠框架架系統(tǒng)。根根據(jù)沙發(fā)發(fā)通常

6、的的受力狀狀態(tài)，可可以進(jìn)行行以下幾幾種測(cè)試試：垂直直坐力測(cè)測(cè)試（seaat ffounndattionn looad tesst）（圖3），靠靠背支撐撐測(cè)試（bacckreest fouundaatioon ttestt）（圖4），靠靠背框架架測(cè)試（bacckreest fraame tesst）（圖5），扶扶手水平平側(cè)向外外拉測(cè)試試（sidde-tthruust loaad ttestt onn arrms-outtwarrd）（圖6），后后拉腿測(cè)測(cè)試（froont to bacck lloadd teest forr leegs）（圖7），水水平測(cè)試試?yán)葴y(cè)測(cè)試（horrizoontaal

7、 ssidee thhrusst lloadd teest on leggs）（圖8）。上上述各種種測(cè)試的的加載方方案，包包括初始始載荷、每每次載荷荷增量、載載荷數(shù)量量以及可可接受的的性能水水準(zhǔn)如表表1所示。 以垂直坐力力測(cè)試為為例，具具體測(cè)試試過(guò)程如如下：模模擬人坐下的動(dòng)作作，3個(gè)大小小完全相相同的坐坐力載荷荷分別加加在沙發(fā)發(fā)中間和和離沙發(fā)發(fā)兩端1/6處（如如前照片片所示），每每個(gè)坐力力載荷頭頭由前后后兩個(gè)汽汽缸組成成。測(cè)試試開始時(shí)時(shí)后汽缸缸施加載載荷為100磅（4455N），前前汽缸施施加載荷荷50磅（2222N）。前前后兩個(gè)個(gè)載荷同同時(shí)動(dòng)作作，250000次循環(huán)環(huán)結(jié)束后后，對(duì)沙沙發(fā)進(jìn)行行

8、仔細(xì)的的檢查，觀觀察是否否有部件件損壞，如如果無(wú)損損壞，測(cè)測(cè)試應(yīng)在在增加載載荷的情情況下繼繼續(xù)進(jìn)行行250000次循環(huán)環(huán)。每次次后載荷荷增加25磅（1111N），前前載荷增增加12.5磅（56N）。測(cè)測(cè)試以此此類推進(jìn)進(jìn)行下去去，直到到坐椅系系統(tǒng)中有有部件開開始損壞壞，彈簧簧斷裂或或其他部部分破環(huán)環(huán)，或者者沙發(fā)已已達(dá)到了了所期望望的設(shè)計(jì)計(jì)指標(biāo)，測(cè)測(cè)試才停停止進(jìn)行行。 3 測(cè)試試數(shù)據(jù)的的討論 以下就就表1中所列列示的各各個(gè)性能能測(cè)試方方法可以以提供的的有助于于產(chǎn)品設(shè)設(shè)計(jì)的數(shù)數(shù)據(jù)信息息作一下下討論。總總體來(lái)說(shuō)說(shuō)，這些些來(lái)自測(cè)測(cè)試的信信息對(duì)生生產(chǎn)商和和產(chǎn)品的的設(shè)計(jì)者者具有很很好的參參考價(jià)值值。 3.1

9、1 垂直坐坐力測(cè)試試 這個(gè)測(cè)測(cè)試對(duì)發(fā)發(fā)現(xiàn)沙發(fā)發(fā)坐基制制造過(guò)程程中可能能出現(xiàn)的的問題十十分有效效，因?yàn)闉樵诖怪敝弊ψ髯饔孟?，主主要的座座位支撐撐框架部部位承受受很大的的?yīng)力，如如果其中中任何一一個(gè)部件件破壞，整整個(gè)沙發(fā)發(fā)也就很很快破壞壞了。 前橫檔檔和后橫橫檔破壞壞的主要要原因是是其尺寸寸大小，不不過(guò)實(shí)木木橫檔上上有太多多交叉紋紋理和太太大太多多的節(jié)疤疤刀會(huì)引引起橫檔檔破壞。橫橫檔底部部的節(jié)疤疤破壞性性最大，因因?yàn)檫@里里所受的的拉應(yīng)力力最大，如如果支撐撐框架部部件主要要是由木木榫釘為為主要連連接件，橫橫檔破壞壞常常起起于橫檔檔上用于于連接座座位撐檔檔的榫釘釘孔處，然然后擴(kuò)大大到整個(gè)個(gè)橫檔截截面

10、上。另另外在測(cè)測(cè)試中，前前橫檔和和前支柱柱的接頭頭也經(jīng)常常是破壞壞發(fā)生的的地方，既既有在垂垂直面的的破壞，也也有前后后方向的的破壞。這這些破壞壞的接頭頭大多是是由于沒沒有加用用涂膠支支撐木塊塊來(lái)加強(qiáng)強(qiáng)連接，而而這個(gè)加加強(qiáng)方式式可以抵抵消正弦弦型彈簧簧施加在在接頭處處由前向向后的作作用力破破壞；或或者是由由于支撐撐木塊安安裝的位位置不正正確。垂垂直方向向的連接接破壞通通常是由由于榫太太靠近橫橫檔的上上沿的緣緣故。 可以說(shuō)說(shuō)垂下坐坐力測(cè)試試的最大大價(jià)值是是評(píng)估彈彈簧系統(tǒng)統(tǒng)的耐久久性。不不同生產(chǎn)產(chǎn)商制造造的彈簧簧性能差差別很大大，有的的甚至不不能達(dá)一一GSAA 最低的的標(biāo)準(zhǔn)。而而且這個(gè)個(gè)測(cè)試可可以很

11、快快的判斷斷出彈簧簧兩端連連接件的的強(qiáng)度以以及其安安裝位置置是否合合理。 座位撐撐檔的破破壞往往往由于尺尺寸太小小，座位位撐檔之之間的距距離過(guò)大大，或是是撐檔材材料有嚴(yán)嚴(yán)重的材材質(zhì)缺陷陷。一個(gè)個(gè)常見的的引起座座位撐檔檔破壞的的原因是是撐檔和和前橫檔檔之間的的連接加加強(qiáng)方式式不夠，常常常是由由于加強(qiáng)強(qiáng)太小或或缺膠。這這個(gè)部位位的連接接強(qiáng)度不不足會(huì)導(dǎo)導(dǎo)致座位位撐檔端端部從接接頭處崩崩裂出來(lái)來(lái)，或是是榫頭斷斷裂。撐撐檔金屬屬鑄造件件常破壞壞于與前前橫檔連連接處，如如果此處處沒有加加固的話話。有時(shí)時(shí)垂直坐坐力測(cè)試試也會(huì)造造成支撐撐腿斷裂裂，這僅僅僅發(fā)生生于空心心塑料腿腿。比較較常見的的是由于于和相應(yīng)應(yīng)

12、橫檔的的連接不不牢固，而而造成連連接支撐撐腿木塊塊或者是是連接腿腿的角支支擋的斷斷裂。 總體來(lái)說(shuō)，垂垂直坐力力測(cè)試可可以有效效地發(fā)現(xiàn)現(xiàn)沙發(fā)結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)上的問問題，也也可以發(fā)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品品安裝操操作上的的質(zhì)量問問題。 3.22靠背支支撐測(cè)試試 靠背支支撐測(cè)試試不僅可可以有效效地評(píng)估估靠背支支撐系統(tǒng)統(tǒng)和整個(gè)個(gè)沙發(fā)框框架的耐耐久性，而而且還可可以測(cè)試試后靠彈彈簧系統(tǒng)統(tǒng)，包括括彈簧本本身的耐耐久強(qiáng)度度和安裝裝連接方方式。多多次測(cè)試試證明彈彈簧的安安裝方式式，也就就是彈簧簧兩端固固定夾的的類型及及固定夾夾的安裝裝位置對(duì)對(duì)彈簧系系統(tǒng)的壽壽命影響響很大。表1 GSSA沙發(fā)性性能測(cè)試試加載方方案和測(cè)測(cè)試級(jí)別別測(cè)試

13、類型初始載荷/載荷增量/載荷頭可接受的載載荷水平平/汽缸汽缸汽缸輕量級(jí)中量級(jí)重量級(jí)數(shù)量磅lb（NN）磅lb（NN）磅lb（NN）磅lb（NN）磅lb（NN）垂直坐力測(cè)測(cè)試100/550(4445/2222)25/122.5(1111/566)3200/1100(8900/4445)250/1125(11112/5556)275/1137.5(112233/6112)靠背支撐測(cè)測(cè)試50(2222)12.5(56)3112.55(5000)125(5556)150(6667)靠背框架測(cè)測(cè)試75(3334)25(1111)375(3334)100(4445)150(6667)水平側(cè)拉扶扶手測(cè)試試50

14、(2222)25(1111)175(3334)150(6667)200(8890)后拉腿測(cè)試試150(6667)50(2222)1或2150（6667）200（8890）300（113344）水平側(cè)拉腿腿測(cè)試200(8890)50（2222）1200（8890）250（111122）350（115577）3.33靠背框框架試 后靠框系統(tǒng)統(tǒng)在這個(gè)個(gè)測(cè)試中中破壞通通常有以以下幾種種形式：頂橫檔檔斷裂；側(cè)邊扶扶手框架架或整個(gè)個(gè)框架崩崩潰；后后支柱從從后面與與扶手和和側(cè)邊板板條松開開；后支支柱開裂裂；頂橫橫檔和后后支柱的的接頭破破壞；后后支柱的的頂部斷斷裂。在在這個(gè)測(cè)測(cè)試中多多種不同同形式的的破壞說(shuō)說(shuō)

15、明靠背背框架測(cè)測(cè)試可以以有效地地比較不不同沙發(fā)發(fā)個(gè)體的的力學(xué)性性能，尤尤其重要要的是這這個(gè)測(cè)試試不僅可可以有效效地比較較不同沙沙發(fā)個(gè)體體的力學(xué)學(xué)性能，尤尤其重要要的是這這個(gè)測(cè)試試不僅可可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)由于部部件尺寸寸不夠或或部件缺缺陷引起起的問題題，而且且可以發(fā)發(fā)現(xiàn)沙發(fā)發(fā)結(jié)構(gòu)上上和安裝裝操作（如如施膠技技術(shù)）中中的問題題。 3.4扶手手水平側(cè)側(cè)向外拉拉測(cè)試 對(duì)于前柱是是和前橫橫檔直接接連接類類型的沙沙發(fā)，測(cè)測(cè)試中的的破壞常常常先在在此連接接處發(fā)生生。采用用較寬前前橫檔便便于增加加木榫釘釘?shù)拈g距距，而產(chǎn)產(chǎn)生相對(duì)對(duì)牢固的的連接類類型。前前支柱和和前橫檔檔之間最最牢固的的連接方方式是在在接頭后后面用一一塊

16、同樣樣寬度的的膠合板板來(lái)強(qiáng)化化接頭。 對(duì)于前前支柱與與側(cè)橫檔檔相連接接類型的的結(jié)構(gòu)，測(cè)測(cè)試破壞壞通常發(fā)發(fā)和生在在這兩者者的連接接處，有有進(jìn)前支支柱也會(huì)會(huì)沿著它它的長(zhǎng)度度方向劈劈裂；而而第二個(gè)個(gè)引起框框架最終終結(jié)構(gòu)破破壞的原原因是側(cè)側(cè)橫檔和和前橫檔檔接頭的的破壞?？偪傊?，這這種連接接類型在在抵抗水水平側(cè)向向外拉力力的能力力上要比比上一種種連接弱弱。 總的來(lái)來(lái)說(shuō)，扶扶手水平平側(cè)拉測(cè)測(cè)試不但但能有效效地判斷斷不同的的扶手結(jié)結(jié)構(gòu)抵抗抗側(cè)拉力力的差異異；還能能有效地地發(fā)現(xiàn)在在產(chǎn)品生生產(chǎn)過(guò)程程中可能能會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)的不符符合組裝裝操作規(guī)規(guī)程的錯(cuò)錯(cuò)誤操作作，例如如前橫檔檔和前支支柱連接接處施膠膠不足等等問題。 3

17、.55后拉腿腿測(cè)試 通過(guò)后拉腿腿測(cè)試可可以看出出不同的的沙發(fā)腿腿和框架架的連接接方式在在受力后后存在明明顯的差差異。對(duì)對(duì)于沙發(fā)發(fā)腿是作作為框架架整體結(jié)結(jié)構(gòu)的附附件，通通過(guò)各種種不同的的連接件件例如金金屬螺釘釘，木螺螺釘-金屬固固定板方方式，或或膠與木木螺釘，加加固到沙沙發(fā)坐基基框架。施施膠不足足、施膠膠不當(dāng)、固固定木螺螺釘錯(cuò)位位及數(shù)量量不夠、木木螺釘太太短，及及不符合合規(guī)范裝裝配操作作的連接接都是造造成沙發(fā)發(fā)腿提前前破壞的的原因。對(duì)對(duì)于支撐撐腿是作作為沙發(fā)發(fā)框架整整體結(jié)構(gòu)構(gòu)的一個(gè)個(gè)部件，而而不是作作為附件件被連接接到沙發(fā)發(fā)坐基框框架的，后后拉腿測(cè)測(cè)試不但但可以測(cè)測(cè)試側(cè)邊邊扶手框框架的強(qiáng)強(qiáng)度，也

18、也可以測(cè)測(cè)試沙腿腿本身的的抗彎強(qiáng)強(qiáng)度和抗抗劈裂強(qiáng)強(qiáng)度。每每當(dāng)被測(cè)測(cè)試的沙沙發(fā)腿破破壞，沙沙發(fā)腿發(fā)發(fā)生劈裂裂破壞是是最常見見的破壞壞方式。 3.66水平側(cè)側(cè)拉腿測(cè)測(cè)試 前面所述的的后拉腿腿測(cè)試的的情況也也同樣適適于水平平側(cè)拉腿腿測(cè)試。總總之，水水平側(cè)拉拉腿測(cè)試試可以有有效地判判斷出強(qiáng)強(qiáng)度上的的差別，因因而是發(fā)發(fā)現(xiàn)沙發(fā)發(fā)結(jié)構(gòu)上上不足之之處的有有效方法法。 4 總總結(jié) GSAA軟體沙沙發(fā)性能能測(cè)試方方法不僅僅能有效效地評(píng)估估和分析析沙發(fā)最最得要的的疲勞力力學(xué)性能能，而且且可以發(fā)發(fā)現(xiàn)和解解決在設(shè)設(shè)計(jì)、生生產(chǎn)制造造和銷售售運(yùn)輸過(guò)過(guò)程中可可能出現(xiàn)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)構(gòu)上的缺缺點(diǎn)和隱隱藏的缺缺陷。應(yīng)應(yīng)該指出出的是GSA性能測(cè)測(cè)試方法法不僅對(duì)對(duì)沙發(fā)類類型的家家具有效效，對(duì)其其他類型型的坐臥臥家具也也同樣適適用，而而且還可可以運(yùn)用用到測(cè)試試各種類類型承重重工具，例例如飛機(jī)機(jī)，火車車和汽車車上的座座椅。 多年來(lái)來(lái)性能檢檢測(cè)的實(shí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證明，家家具制造造廠家還還是非常常愿意使使用循環(huán)環(huán)地增加加載荷的的性能測(cè)測(cè)試模式式的。用用此方法法進(jìn)行家家具耐久久性力學(xué)學(xué)性能測(cè)測(cè)試，可可定量分分析家具具在破壞壞前整個(gè)個(gè)使用過(guò)過(guò)