基于有限元分析提升家具结构强度的应用研究

黄鹏飞，李芳菲，张 磊

(上海市质量监督检验技术研究院, 国家家具质量检验检测中心， 国家建筑材料及装饰装修材料质量检验检测中心，上海 201114)

1 家具质量现状及重组竹简介

目前，我国的家具设计和制造倾向于注重家具的外形和材质，外形美观、使用舒适的家具越来越多，家具的人体工程学符合度有了进一步的提升，但家具结构仍处于直觉设计和经验设计阶段[1]。从以往送检的木家具产品中可以看出，家具结构设计常常呈现两极分化的现象：一种现象是不合理的结构和用材导致产品在力学性能试验过程中或是发生破裂、变形或是倾翻，达不到标准要求，此类产品多为板式家具[2]；另一种现象则是家具用料足、做工精细，在全项力学性能试验后，家具仍旧具有较好的完整性和结构强度，但家具过为笨重，给使用和搬运带来不便，此类产品多为实木家具，在我国木材短缺的现状下，造成了木材的浪费。

家具产品检测通常只能得到产品合格与否的结果，没有过程数据，无法为结构设计提供更多的指导意义，而有限元分析能较好地弥补这一缺陷。有限元分析可有效的指导家具结构设计，提升检测效率，大幅降低检测成本，助力实现无损检测。有限元分析(FEA)利用数学近似的方法对真实的载荷工况进行模拟，并能够通过形变和应力云图显示对模拟结果进行分析。该方法被广泛应用于土木工程、桥梁与建筑、航空航天、机械设计等诸多领域，为空间和结构的优化、强度和耐久性的提升以及突发情况的预警带来帮助。……