基于有限元分析的餐桌金属结构仿真计算

宗雅婷

开发设计

基于有限元分析的餐桌金属结构仿真计算

宗雅婷

（广州城建职业学院，广东 广州 510925）

利用ANSYS有限元分析软件对一款板壳式餐桌的金属结构进行有限元优化设计。通过有限元静态力学分析应力、位移结果云图，对结构薄弱处进行加强处理，对结构裕度过大处进行优化设计。在保证结构强度、刚度的前提下，充分利用材料，节约生产成本。

有限元分析；餐桌；优化设计

0 引言

有限元计算方法是一种精度高、适应性强的计算机辅助分析算法，广泛应用于家具设计领域[1-2]。家具设计过程中，因美学、实用性的需求，其形状具有曲面多、不规则的特点，导致传统力学计算方法难以准确模拟[3-5]。有限元计算方法能准确计算出曲面、复杂状态的位移、应力分布情况[6]。板壳式餐桌制造工艺简单，零部件易于整体锻压成型，在食堂、餐厅广泛应用。为充分利用材料，节约生产成本，提高家具设计过程中力学分析的准确性，本文采用ANSYS有限元分析软件中的Shell63单元模拟餐桌整体结构，进行有限元分析计算。

1 餐桌有限元模型的建立

板壳式餐桌由桌面、支撑架和座位组成，整体由Q235碳素结构钢制造，可供4人同时使用。餐桌三维几何模型如图1所示，其中桌面板厚3 mm，座位板厚4 mm，方形支架板厚2 mm，整体质量66.9 kg。

根据餐桌三维几何模型尺寸和曲面特点，有限元网格划分时设置单元尺寸为10 mm。对曲率较大的转角处、桌面折弯处设置单元尺寸为5 mm。需要注意的是，建立有限元模型时，结构必须共享节点，才能正确反映结构的力学特点。……