有限元法在实木家具性能分析中的应用研究综述

■牛晓霆，李学书

(东北林业大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨 150040）

1 有限元分析在家具领域研究现状

有限元法是利用计算机进行工程分析及辅助工程技术的一种现代计算方法，以矩阵等数学理论为基础，将复杂的结构分化成多个相连的实体单元，对其中一个单元进行分析再结合单元间的关系得到整体的数学模型，以此来预测结构的性质完成模拟分析[1-2]。由于近几十年来电子科技飞速的发展，有限元法也随之得到了更深层次的开发及应用。现如今有限元法被高频地应用于模拟仿真、固体力学、流体力学、热传导、电磁学、声学、生物力学等领域[3]。

1960年，国外专家学者克拉夫（Clough）首次在文章内容中明确提出了“有限元原理”的名称。1965年冯康的差分格式研究开辟了国内的有限元分析研究的道路，开始了独立于西方的有限元法研究，并发展建立了严格的有限元分析基础数学，为有限元分析的具体应用提供了合理的基础理论保证。有限元法的应用与发展在国家基础建设和工程结构设计中发挥了很大的作用。在家具领域应用有限元法最早是1966年美国学者Eckelman，将矩阵结构分析应用到家具结构设计中，并利用FORTRAN编写出用于分析家具结构的语言程序[4]。国内将有限元法应用于家具木结构设计中的时间较短，而有限元法多用于分析家具木结构的力学强度分析。1991年蔡立平、余松宝将有限元法第一次运用于板式家具结构分析，将圆榫或偏心连接件装成L型或T型测其应变位移量并对所得数据进行回归分析。……