随着实木家具产业的快速发展,天然林木材的消耗量也急速增长,而作为全球第二大木材消耗国,我国对于天然林的使用也提出诸多限制,因此人工林木材得到越来越多的重视。人工林生长迅速,但材质相对较差,生长应力大,干燥和加工过程中容易出现翘曲皱缩、开裂等问题。所以如何高附加值利用好速生材成为目前学术领域及实践生产领域亟需探讨和研究的方向之一。以速生桉材料为例,查阅资料发现:国内的文献资料多是从微观结构等理论方面进行阐述,而国外的虽然更加注重应用实践,但规范性研究成果较少。同时,调查发现木书柜的搁板由于长期受到较重的载荷,特别容易出现弯曲的现象,即板材的蠕变。通常,对于搁板弯曲有加厚搁板与搁板下增置竖隔板两种补救的方法,但这两种方法均会对书柜整体的美观性造成一定的影响。综合各方面的研究现状发现,目前从结构角度去研究速生桉作为家具用材可能性的研究相对比较欠缺,而且对于书柜搁板的弯曲问题也少有别的解决思考方案,本文前期对几家大型家居卖场中的27款书柜搁板进行调研发现:为了节省成本与时间,很多实木书柜也选择刨花板等人造板作为搁板使用材,而纯实木书柜更多地也是采用纯平拼板这种最简单的结构形式。因此本文的创新点在于将速生桉木作为实木书柜搁板的主要用材,尝试通过强化自身结构这一手段,探讨对于书柜搁板来说较优的抗弯结构,以期能改善日常生活中存在的问题,更好地应用于生活实际,也为提高速生材在家具上的利用率提供一个实践思路。在对调研的书柜进行细致的测绘及尺寸统计分析后,确定了符合市场需要及适合后期试验的尺寸规格。试验最终试验研究的五种搁板结构为拼板结构、框架嵌板结构、框架嵌板+木穿带结构、拼板+金属穿带和短拼板+金属穿带。每种结构设置9个平行试件,在合理控制其余影响木材蠕变的相关变量的条件下,对五组试件分别进行了约两个小时的短期蠕变实验,并得到相应的弯曲蠕变量的数据。在对初始数据进行相关数值的整理计算后,得到相应的对比结果:(1)从弯曲蠕变量方面看,短拼板+金属穿带>框架嵌板+木穿带>拼板>拼板+金属穿带>框架嵌板结构;(2)框架嵌板结构与拼板+金属穿带结构的弯曲蠕变量的均值都小于1mm,应变均值也都小于5%,说明这两种结构的抗弯曲蠕变性能较好;(3)短拼板+金属穿带结构的搁板抗弯曲蠕变能力最差,相较于其他四种结构来说,最不适于用作书柜搁板的板件;(4)从同组试件的应变极差方面来看,拼板+金属穿带结构各个试件的防应变能力表现最为稳定,应变极差值只有0.7%,而短拼板+金属穿带结构防应变表现最不稳定,达到7.29%。之后采用Burgers蠕变模型针对较为初始的实验数据进行非线性拟合和分析。在拟合过程中,结果显示五组结构Burgers模型的拟合相关系数R~2均在0.975以上,即表明用Burgers模型来拟合搁板结构的弯曲蠕变情况可以得到较好的拟合结果,能够很好地描述搁板结构受载的弯曲蠕变行为。同时得到代表着蠕变三个不同阶段的相关参数A、B、C、D,A代表着第一阶段的瞬时弹性变形,此阶段变形主要是与应力大小相关,与结构的差异关系不大,五组结构瞬时弹性变形的差异性也表明:在受力的瞬间,框架嵌板结构的抗弯能力最佳,拼板+金属穿带结构次之,而短拼板+金属穿带结构最差。B与C代表着第二阶段的延迟弹性变形,搁板的弯曲蠕变进程进入缓慢增长阶段,弯曲的速率基本恒定,在这一阶段,短拼板+金属穿带结构变形量和变形速率均是最大的,而框架嵌板结构与拼板+金属穿带结构的抗弯曲能力表现均较好。D代表着第三阶段的塑性变形,拟合参数值显示,除了短拼板+金属穿带结构之外,其余四组结构的塑性变形情况相差不大。由此进一步说明:短拼板+金属穿带结构并不适合用于作为书柜搁板的应用结构。除此之外,本文还对五组结构的松弛时间和延迟时间进行了计算与分析,这两者可分别用于比较不同结构的抗永久变形性能与变形速率大小,结果显示:(1)抗永久变形能力:拼板+金属穿带>框架嵌板结构>拼板结构>框架嵌板+木穿带>短拼板+金属穿带;(2)变形速率:短拼板+金属穿带结构>框架嵌板+木穿带>拼板结构>拼板+金属穿带>框架嵌板结构。因此,从目前的分析结果看,在这五种结构中,书柜搁板所用板推荐优先选用框架嵌板结构和拼板+金属穿带结构。若考虑板件四周的美观性,前者优于后者;但若深一步考虑板件表面的平整度和加工的便利性,后者更佳。