美国软体沙发性能测试标准

美国软体沙发性能测试标准
1 简介
本文所探讨的家具性能测试是一种加速使用的疲劳和强度承受能力的测试方法，可以用来评估产品能否达到预期的设计要求。
2 GSA沙发性能测试
2.1 测试方法
　　GSA性能测试基于循环递增加载模式（图1）。测试开始时先给沙发加一个起始载荷，这个载荷以20次/分的频率循环加力25000/次。循环结束后，载荷增加一定量，然后再循环25000次。当载荷达到所需求的水平，或沙发框架或部件破环时测试才结束。
2.2测度设备
GSA沙发性能测试是在一套特别设计的汽缸-管道支架系统上进行的（如照片所示）。气缸在压缩空气机的推动下，以20次/分的循环频率对被测沙发加载。加载循环次数是由一个可编程逻辑控制器和可重置电子记数系统进行记录的。当沙发框架或部件破坏时，限制开关被激活并停止测试。整套设备宜于购置，投资成本较低，而且设备结构简单，易于重新安装调整和维修保养，灵活易调整的连接系统可以使载荷的方向中随着家具各部件之间相对位移的变化而变化。
2.3主要的测试类型
图2所示是沙发的基本框架图，沙发框架可以分成3个部分：坐基框架系统、侧边扶手框架系统和后靠框架系统。根据沙发通常的受力状态，可以进行以下几种测试：垂直坐力测试（seat foundation load test）（图3），靠背支撑测试（backrest foundation test）（图4），靠背框架测试（backrest frame test）（图5），扶手水平侧向外拉测试（side-thrust load test on arms-outward）（图6），后拉腿测试（front to back load test for legs）（图7），水平测试拉腿测试（horizontal side thrust load test on legs）（图8）。上述各种测试的加载方案，包括初始载荷、每次载荷增量、载荷数量以及可接受的性能水准如表1所示。

以垂直坐力测试为例，具体测试过程如下：模拟人"坐下"的动作，3个大小完全相同的坐力载荷分别加在沙发中间和离沙发两端1/6处（如前照片所示），每个坐力载荷头由前后两个汽缸组成。测试开始时后汽缸施加载荷为100磅（445N），前汽缸施加载荷50磅（222N）。前后两个载荷同时动作，25000次循环结束后，对沙发进行仔细的检查，观察是否有部件损坏，如果无损坏，测试应在增加载荷的情况下继续进行25000次循环。每次后载荷增加25磅（111N），前载荷增加12.5磅（56N）。测试以此类推进行下去，直到坐椅系统中有部件开始损坏，弹簧断裂或其他部分破环，或者沙发已达到了所期望的设计指标，测试才停止进行。



　3 测试数据的讨论
　　以下就表1中所列示的各个性能测试方法可以提供的有助于产品设计的数据信息作一下讨论。总体来说，这些来自测试的信息对生产商和产品的设计者具有很好的参考价值。
　　3.1 垂直坐力测试
　　这个测试对发现沙发坐基制造过程中可能出现的问题十分有效，因为在垂直坐力作用下，主要的座位支撑框架部位承受很大的应力，如果其中任何一个部件破坏，整个沙发也就很快破坏了。
　　前横档和后横档破坏的主要原因是其尺寸大小，不过实木横档上有太多交叉纹理和太大太多的节疤刀会引起横档破坏。横档底部的节疤破坏性最大，因为这里所受的拉应力最大，如果支撑框架部件主要是由木榫钉为主要连接件，横档破坏常常起于横档上用于连接座位撑档的榫钉孔处，然后扩大到整个横档截面上。另外在测试中，前横档和前支柱的接头也经常是破坏发生的地方，既有在垂直面的破坏，也有前后方向的破坏。这些破坏的接头大多是由于没有加用涂胶支撑木块来加强连接，而这个加强方式可以抵消正弦型弹簧施加在接头处由前向后的作用力破坏；或者是由于支撑木块安装的位置不正确。垂直方向的连接破坏通常是由于榫太靠近横档的上沿的缘故。
　　可以说垂下坐力测试的最大价值是评估弹簧系统的耐久性。不同生产商制造的弹簧性能差别很大，有的甚至不能达一GSA 最低的标准。而且这个测试可以很快的判断出弹簧两端连接件的强度以及其安装位置是否合理。
　　座位撑档的破坏往往由于尺寸太小，座位撑档之间的距离过大，或是撑档材料有严重的材质缺陷。一个常见的引起座位撑档破坏的原因是撑档和前横档之间的连接加强方式不够，常常是由于加强太小或缺胶。这个部位的连接强度不足会导致座位撑档端部从接头处崩裂出来，或是榫头断裂。撑档金属铸造件常破坏于与前横档连接处，如果此处没有加固的话。有时垂直坐力测试也会造成支撑腿断裂，这仅仅发生于空心塑料腿。比较常见的是由于和相应横档的连接不牢固，而造成连接支撑腿木块或者是连接腿的角支挡的断裂。
总体来说，垂直坐力测试可以有效地发现沙发结构设计上的问题，也可以发现产品安装操作上的质量问题。
3.2靠背支撑测试
　　靠背支撑测试不仅可以有效地评估靠背支撑系统和整个沙发框架的耐久性，而且还可以测试后靠弹簧系统，包括弹簧本身的耐久强度和安装连接方式。多次测试证明弹簧的安装方式，也就是弹簧两端固定夹的类型及固定夹的安装位置对弹簧系统的寿命影响很大。
　　3.3靠背框架试
后靠框系统在这个测试中破坏通常有以下几种形式：顶横档断裂；侧边扶手框架或整个框架崩溃；后支柱从后面与扶手和侧边板条松开；后支柱开裂；顶横档和后支柱的接头破坏；后支柱的顶部断裂。在这个测试中多种不同形式的破坏说明靠背框架测试可以有效地比较不同沙发个体的力学性能，尤其重要的是这个测试不仅可以有效地比较不同沙发个体的力学性能，尤其重要的是这个测试不仅可以发现由于部件尺寸不够或部件缺陷引起的问题，而且可以发现沙发结构上和安装操作（如施胶技术）中的问题。 3.4扶手水平侧向外拉测试对于前柱是和前横档直接连接类型的沙发，测试中的破坏常常先在此连接处发生。采用较宽前横档便于增加木榫钉的间距，而产生相对牢固的连接类型。前支柱和前横档之间最牢固的连接方式是在接头后面用一块同样宽度的胶合板来强化接头。
　　对于前支柱与侧横档相连接类型的结构，测试破坏通常发和生在这两者的连接处，有进前支柱也会沿着它的长度方向劈裂；而第二个引起框架最终结构破坏的原因是侧横档和前横档接头的破坏。总之，这种连接类型在抵抗水平侧向外拉力的能力上要比上一种连接弱。
　　总的来说，扶手水平侧拉测试不但能有效地判断不同的扶手结构抵抗侧拉力的差异；还能有效地发现在产品生产过程中可能会出现的不符合组装操作规程的错误操作，例如前横档和前支柱连接处施胶不足等问题。
　　3.5后拉腿测试
通过后拉腿测试可以看出不同的沙发腿和框架的连接方式在受力后存在明显的差异。对于沙发腿是作为框架整体结构的附件，通过各种不同的连接件例如金属螺钉，木螺钉-金属固定板方式，或胶与木螺钉，加固到沙发坐基框架。施胶不足、施胶不当、固定木螺钉错位及数量不够、木螺钉太短，及不符合规范装配操作的连接都是造成沙发腿提前破坏的原因。对于支撑腿是作为沙发框架整体结构的一个部件，而不是作为附件被连接到沙发坐基框架的，后拉腿测试不但可以测试侧边扶手框架的强度，也可以测试沙腿本身的抗弯强度和抗劈裂强度。每当被测试的沙发腿破坏，沙发腿发生劈裂破坏是最常见的破坏方式。 3.6水平侧拉腿测试前面所述的后拉腿测试的情况也同样适于水平侧拉腿测试。