榫卯的案例
韓國將中國的榫卯技術成功申遺！
理論上，一個方向的榫卯組合，嵌接的部分經過若干年就會松脫。但是,當大量榫卯組合在一起時，由于榫卯結構是由不同方向嵌接，張緊與松脫的作用力便會互相抵銷，形成復雜微妙的平衡。榫卯接合的另外一個顯著優點在于它的可逆性。由榫卯連接的各個構件都可以拆分，便于運輸組裝以及構件的替換維修。但是，榫卯結合也有一個與生俱來的缺點，由于木構件要犧牲自身的一部分才能彼此咬合，使得構件的結合部位的斷面要小于其他部分的實際尺寸,這就要求榫卯的剔除方式既要有足夠搭接長度又要保證結合的強度，由此衍生出讓榫等木構件的特殊做法。
卯榫的歷史
關于榫卯的起源有很多傳說。相傳春秋時期的魯班用六根木條制作了一件叫做魯班鎖的玩具，這種木制玩具利用木材本身的凹凸十分巧妙的咬合在一起。其創意就來源于中國古代建筑的榫卯結構。
在距今6500——6900年間新石器時代，榫卯就已經發展出其雛形。河姆渡遺址第-一期文化發現的干欄建筑遺跡中發掘出土了大量木構件,其中鑿卯帶榫的構件達百件以上，是迄今為止發現最早的榫卯"。這一時期金屬工具尚未出現，使用石器加工木料并非易事，因此榫卯大多比較粗糙，只在原木上稍作修整。柱頭柱腳榫、燕尾榫、企口榫等多種明清時期常用的榫卯在當時已經出現雛形。說明當時木結構技術已達到相當高的水平。
春秋至西漢（公元前770年-公元前221年)，由于金屬工具的出現，木構技術有了突破性的進展。細木作工藝非常發達，此時已有格肩榫、燕尾榫、透榫、勾掛榫等多種卯榫。戰國時期的榫卯不僅形式多樣，而且榫卯的受力性能也有了非?？茖W的運用。例如現代細木工工藝理論和實踐證明，鳩尾榫的傾角不得大于10°，否則會使榫尖端造成剪割破壞。根據林壽晉先生對戰國時期燕尾榫角度的研究，四個實例中有三個在臨界度10°以內，另外一項雖然超過10°，但所差無幾。"
展開 33種中國榫卯結構動態圖一次看個夠
轉自公眾號：佛教建筑（ID：FoArch）
卯（mortise and tenon joint)，是古典家具之魂，一榫一卯之間，一轉一折之際，凝結著中國幾千年傳統家具文化的精粹，沉淀著流光回轉中的經典家具款式的復合傳承。以下33種榫卯結構動態圖，涵蓋了古代榫卯結構當中最主要、實用、經典的款式結構。
但在歲月的浪潮和科技的發展，家具的靈魂榫卯結構早已被人們所淡忘，取而代之的是大工業生產階段中的釘子和膠水，因為成本壓縮后所獲得的利益更為誘人。
但榫卯的結構之美，仍然值得我們去學習，去期待！
分享一組精美的榫卯結構圖，一共33種常見榫卯結構模型，以gif動態圖的形式一次性呈現給大家，一起去榫卯之美和木匠精神。
下面便是33種榫卯結構實物實拍動態圖展示（涵蓋了古代榫卯結構當中最主要、實用、經典的款式結構）：
展開 ANSYS Workbench卯榫仿真分析 ￥29.9
在這種結構中，凸出的部分被稱為“榫”或“榫頭”，而凹入的部分則被稱作“卯”或“榫眼”、“榫槽”。當這些部分緊密地嵌合在一起時，它們便形成了堅固的連接。這種連接方式是中國古代建筑、家具以及其他木制工具和設施的核心構造技術。</p><p>在榫卯結構中，木件之間的相互作用不僅涉及數量上的多少，還涉及高度、長度的差異，通過精巧設計實現完美匹配，有效防止了木件在各個方向上的扭曲。一個基礎的榫卯結構由兩個元素組成，其一是帶有突出“榫頭”的構件，它被插入另一構件中的“卯眼”，以此達到穩固的連接效果。其中，插入卯眼內部的部分稱為“榫舌”，其余部分則是“榫肩”。</p><p>這種精妙的連接方法不僅在建筑領域得到廣泛應用，也廣泛運用于家具制作，顯示了家具設計與建筑設計之間的密切關系。盡管采用榫卯結構的單個構件可能相對薄弱，但作為一個整體，它們卻能承受極大的力量。這一結構的巧妙之處在于，它不依賴單個部件的力量，而是依靠部件之間的相互配合與支撐。因此，這種結構形式成為了中國后世建筑和傳統中式家具設計的基本模式。</p><p>2 計算模型</p><p>2.1 二維零件圖</p><p>如下圖所示的木制榫卯結構，其水平部件的自由端承受著1000牛頓的壓力。此結構由木材制成，現需對其構造進行強度驗證。
展開 古代匠人的高超智慧，不用一顆螺絲釘的木結構！
它是古代木匠必須具備的基本技能，工匠手藝的高低，通過榫卯的結構就能清楚的反映出來。
下面展示古代榫卯結構當中最主要、實用、經典的款式結構，一定會讓你受益匪淺的。
隨著現代社會的發展，木質結構的靈魂榫卯早已被人們所淡忘，取而代之的是工業生產階段中的釘子和膠水。我們希望通過榫卯，能使大家拾起已被遺忘的靈魂，一起感受中國傳承了幾千年的傳統文化和匠人之心。
清華大學參數化工作營機器臂組利用 solidThinking Inspire 實現大型橋型構筑物優化
在 Altair 公司 solidThinking Inspire 軟件的協助下，該組運用有限元分析的方法來優化一座橋型構筑物，在盡可能減輕橋的自重的情況下將得到結果通過逆向工程優化為樹枝狀結構，通過數字化手段在交點處由計算機自動生成合適的榫卯，接下來軟件就會同時輸出一 套適合于機械臂加工的路徑，然后機械臂通過對木材的削銑完成對不同空間角榫卯的加工，之后再人工將各榫卯節點組成構件通過紙管連接，進行最后的組裝。
骨密度根據外部負載的應力分布而變化
通過有限元算法優化結構
從最初對木料的選材（密度、濕度影響加工效率）開始，到操作環境與夾具的設計，再到對銑刀路徑的優化，以及各節點的編號，還有最后的組裝，小組成員一直精誠合作。期間在對四百多個不同空間角度的非標榫卯進行加工時，幾位助教選擇了晝夜倒班 24 小時不間斷加工的方式，以最快的時間完成了構件的加工。
對加工平臺與流程的設計
機械臂加工實景
每一位組員都懷著不同的心愿來到這里進行為期九天的學習與高強度工作坊。
展開 關于“筷子”的重新設計
04
榫卯筷
By Yuma Kano & Katsuhisa Toda
不用一根釘子、一個螺絲或者任何粘合劑，榫卯結構的魅力便在于僅用構件本身進行連接，且異常牢固。
日本設計師Yuma Kano和木匠Katsuhisa Toda便“大費周章”地，將這一古時傳下來的木制工藝運用到了筷子的制作之中，給這一餐具添上了一絲古樸的味道。
木匠正在專心地打磨連接處的結構
筷子本就為渾然一體的木條，在小小的筷結構中加入榫卯結構，其實概念與寓意大于實用性：畢竟處處講求匠人精神的日本，不想在現代化的制造業下忘卻傳統的技藝。（即使它從中國傳入）
02
刀叉筷
By Nicoichi
這也是一款合二為一的筷子——Nicoichi。它幾乎將日式美學做到了極致，更是被概括為“餐桌無國界，筷子亦刀叉”。
在造型上，Nicoichi由西班牙建筑師進行設計。他將一整根木材進行斜切，因此每根筷子一頭尖一頭粗，通過方向的顛倒可拆開夾取食物，或拼合收納。
筷子可變換出刀叉兩種使用形態
而提到“刀叉”則是因為，筷子頭的三角形狀可被當做叉子使用，三角的角端又能承擔餐刀的作用。（由于這款筷子特別面向喜愛亞洲文化的外國人，所以用筷子叉東西的形式更多在于刀叉到筷子間的過渡，如果要抓著違反餐桌禮儀的爭論點不放實在沒有意義。）
藍色，意為富士山
Nicoichi的另一大特色，在于它的色彩。在官網上，它一共有15種顏色可供挑選，每種更是對應日本不同的標志性事物，例如富士山、櫻花、歌舞伎、點茶、萌等。但更為意外的，是這些都由韓國設計師進行設計。
展開 作為土木工程師：有必要了解失穩破壞是如何讓房子倒塌的。
木結構梁柱為榫卯連接，榫卯失效前為半剛接，失效后為鉸接。木柱放在柱腳石上，靠摩擦力鉸接，滑動后鉸接變成滑動連接。所以單純的木結構大變形時是一個機構，那它靠什么保持穩定呢，關鍵是墻體。
平時墻是木柱的側向支承，使之為無側移框架，榫卯半剛接抗彎，柱底不滑動鉸接，這就是一個無側移的門式構架呀。加上木多為一層結構，自重輕，所以這種結構形式能延續千年而不衰，不信，你看看北京的老四合院建筑。地震時，墻體作為第一道防線承載并耗能。地震不大，墻在房子在；地震大，兩種情況，一種是墻倒強震過，木框架可以承受后面減弱的地震力而不倒，剛架木結構仍成立。另一種是墻倒后，后續地震仍大，木結構不堪重負，剛架變機構，倒了。所以古代木結構雖然能抗震，但也并非完全不倒，這是由這種體系決定的，所以為什么要發展，為什么要科學，為什么要科學發展，就是這個道理。
最后，給大家看幾張照片，是我去年參觀重慶的一個古寺看到的（圖3-5）。當木結構屋蓋較重時，將柱子稍微傾斜一個角度，利用其水平分力抵抗類似地震力等較大的水平力。古人不喜歡斜柱，所以中國古建筑沒有支撐，應縣木塔是個特例，因為它太高了，不打撐呆不住，但也是打的暗撐，外面看不到。我仔細看了下，圖3-5照片中柱的傾斜不是后天形成的，而是建造時有意為之。
展開 復旦大學郭佳教授團隊等《Nat. Commun.》：PEG穩定COF堆疊結構提高可見光分解水產氫
采用粗?；Ｐ?，明確了PEG線團以拉長的構象受限于2.4nm的孔道內，并且通過氫鍵牢牢穩定了COF多層堆疊結構，由此說明當使用最大量的PEG填充，就可形成最多的“榫卯結構”來穩定二維COF的結晶性。
圖2. (a) 光沉積Pt納米粒子對BT-COF和PEG@BT-COF的結構影響。（b）BT-COF和PEG@BT-COF的能級圖。（c）BT-COF和PEG@BT-COF的表觀量子效率比較。（d）可見光輻照時間和產氫量的關系圖。(b) 可見光分解水產氫的長循環測試。
理論計算說明了COF具有合適的分解水產氫的能帶結構，并且面外的激子擴散速率要遠大于面內，但會受到層間堆積結構的顯著影響。在光催化測試中發現（如圖2所示），單純的BT-COF在光沉積Pt納米粒子時，疊層結構就已破壞，由此影響了光催化分解水的產氫速率；而在PEG@BT-COF的光催化反應中，不僅產氫速率達到了11.14 mmol h-1 g-1，表觀量子效率提高到11.2%（420nm），并且在48h的長循環實驗中，6次循環的產氫速率僅下降8%；相比而言，BT-COF的產氫速率和表格量子效率僅為7.70 mmol h-1 g-1和6.5%（420nm），并且長循環中產氫速率下降了21%。在光催化反應后，回收的BT-COF僅保存了一半的晶疇尺寸，而回收的PEG@BT-COF能很好保存原來的結晶性。由此在光物理測試中（如圖3所示），體現了更大的光電流、更小的阻抗和更長的激子壽命。這一“榫卯”策略同樣適用于其他種類COF來提高光催化產氫性能，并且有望能進一步發展出主客體D-A性質的新型COF基光催化體系。
圖3.
展開 【經典案例欣賞12】榫卯連接預制裝配鋼筋混凝土剪力墻滯回和推覆模擬
項目難點：
1、精細建模；
2、預制部分與現澆部分的接觸設置（法向硬接觸、切向摩擦、粘性行為）；
3、滯回模擬通法設置。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
QQ技術交流群810454323。
10月14日項目懸賞
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【單號7436】
預算范圍：1500
使用軟件：ABAQUS
需求描述：帶填充墻的榫卯連接木框架地軸循環加載，要求墻體是整體式建模。 參考論文：帶填充墻的木框架抗震性能分析
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【單號7427】
預算范圍：1500
使用軟件：ABAQUS VUMAT
需求描述：聚合物中 Ananda團隊內部變量的本構模型 vumat。 重復論文結果
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展開 西北大學于游教授課題組《Adv. Funct. Mater.》：任意表面的高效與抗疲勞粘接
相對于焊接或榫卯結構而言，粘接處理更為方便、溫和，能夠極大地提升工作效率和降低成本。就其粘接過程而言，一方面借助粘合劑內可反應基團（環氧、氰基丙烯酸酯、不飽和聚酯、活化酯等）或超分子相互作用實現材料間的快速粘接。另一方面，其粘接性能依賴于粘接劑本身的力學強度和韌性、與表面相互作用力大小以及界面處的應力耗散效率。眾多研究發現韌性聚合物水凝膠是用作界面粘合的理想材料之一，不過要實現任意非選擇性表面的快速、高強與耐疲勞粘接仍然是一個值得思考的問題，特別是如何完成復雜2D/3D材料或器件之間的高效粘接對發展生物與柔性電子等有著重要的參考意義。
針對上述問題，西北大學于游課題組報道了一種新的任意表面高效粘接策略，所用粘合劑綜合性能優于普通商業產品（502、ergo等），成本僅為其二十五分之一。借助快速正交化的化學反應途徑，粘合劑在自身固化為韌性聚合物凝膠的同時，可進一步與表面通過共價鍵合的方式形成強粘附作用，僅需5到50秒即可實現任意表面的高效強粘接 (~3,000 J m-2)。粘接界面在數千次大形變過程中仍然保持良好的耐疲勞特性(600 J m-2)、力學與電學穩定性等。同時其還適用于水下操作以及各種破損的及時修復，可在-200到150攝氏度范圍內正常使用。另外，該類粘合劑具有一定的化學穩定性和固化可控性，可通過涂覆/打印等方式實現更為復雜的結構設計和界面強粘附。該策略豐富了高性能聚合物凝膠研究內容，也為理解和發展界面高效粘接提供了參考路線。
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【見多識廣】木材也能焊接？這是新技術嗎？
經實驗表明，榫卯結合的“L”型部件通過一定數量的圓棒榫旋轉焊接技術，連接過程中未添加任何物質，且其力學強度符合歐洲標準。
有沒有典型的技術應用案例呢？
有的。隨著圓棒榫旋轉焊接技術的不斷發展，在歐洲將其應用到家具生產裝配中正如火如荼展開研究。
如著名荷蘭建筑設計大師赫里特·里特費爾德設計的極簡抽象派Z字型椅，用四塊櫸木板以間距為32mm圓棒榫，不添加任何物質、僅通過圓棒榫旋轉焊接組裝。
中國空間站機械臂到底有多牛？這一連串動作太酷了！
▲機械臂爬行示意圖
核心艙機械臂通過末端執行器與目標適配器之間的對接與分離，類似于木工常用的榫卯結構，可實現艙體爬行功能，以一種類似蠕蟲的運動方式移動到空間站的許多部分，進而在更大范圍觸達空間站各艙體外表面。
機械臂具備艙體爬行功能，并實現艙外狀態監視。當機械臂轉位實驗艙時，可開展空間站建造任務。
▲機械臂輔助太空行走
此外，機械臂可捕獲來訪懸停飛行器、轉移貨運飛船載荷、進行空間站艙表狀態檢查、輔助航天員出艙活動，并可與實驗艙實現機械臂級聯組合。
我國通過空間站機械臂的研制，實現了空間機器人產品的全流程研制，培養了一大批人才，實現了空間機器人系統研制體系的全方位構建。不但能夠滿足空間站機械臂的使用，而且還應用到月球探測采樣機械臂、火星車移動系統等空間機器人系統研制需求，同時這些技術還可滿足外骨骼機器人等軍民融合方面的應用拓展。
如今，新一代的航天人，用他們的勤勞智慧，不斷取得的新成就，為我們中華民族的偉大復興添磚加瓦！作為一個中國人，我為此感到非常自豪！
來源于：陽普科技sunpro
展開 中國空間站機械臂有多牛？承載25噸 可單手抓飛船
核心艙機械臂通過末端執行器與目標適配器之間的對接與分離，類似于木工常用的榫卯結構，可實現艙體爬行功能，以一種類似蠕蟲的運動方式移動到空間站的許多部分，進而在更大范圍觸達空間站各艙體外表面。
機械臂具備艙體爬行功能，并實現艙外狀態監視。當機械臂轉位實驗艙時，可開展空間站建造任務。
此外，機械臂可捕獲來訪懸停飛行器、轉移貨運飛船載荷、進行空間站艙表狀態檢查、輔助航天員出艙活動，并可與實驗艙實現機械臂級聯組合。
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展開 木材也能焊接？木材焊接技術了解一下！
不要著急，本文講給大家介紹的就是“圓棒榫旋轉木材焊接技術”。
現在的木制品連接方法不好嗎？
當然不是！實木家具的生產與裝配技術發展至今，已趨于成熟和穩定，但仍然有值得改善的空間和余地。
傳統的榫卯接合生產工藝復雜、木材損失嚴重；金屬件連接中的金屬件易出現銹斑或被腐蝕而影響到接合的強度；圓棒榫接合，在組裝時須在榫孔內或榫上涂膠，因此存在膠液易污染非接合表面、生產和使用中有一定污染物質釋放的情況。
而我們要說的圓棒榫旋轉木材焊接技術是二十世紀末、二十一世紀初從歐洲發展起來的新技術，圓棒榫在預先鉆好的圓榫孔中（孔徑比圓棒榫的直徑稍?。└咚傩D，且不加任何膠粘劑或其它任何材料，而固定在鉆好孔的木基材中或將基材相對固定，是一種瞬間接合、經濟、環境友好、極具發展潛力的木材接合技術。
到底啥是圓棒榫旋轉木材焊接？
如何給這種技術下定義呢？
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