文献综述
一.前言
为了提高金属家具的质量，需要对其结构进行力学分析，有限元法是一种用计算机有限元模拟分析应用于家具结构设计与力学性能测定的理论基础、系统构建和具体方法的对家具的结构进行力学研究的有效方法。
有限元法在国内外家具结构设计中的主要应用大多是简化的结构模型和整体结构静力分析，较少对局部结构尺寸配合运用有限元法进行分析及优化。国外早在 1966 年首次将结构分析的观念引入家具设计领域，出现了一个用家具结构分析的 Fortran 语言编制的程序包，经过不断的升级，在1970年以CODOFF 和 CODOC-3而著称，可用来分析柜类、椅子、桌子和沙发等家具结构，柜类、椅子和桌子等家具是人们生活和工作中经常使用的家具。它们的强度和刚度不仅取决于所用材料的性质，还与连接部件的类型以及所承受的载荷类型有关。早期国外的学者在连接部件的强度以及柜类家具整体结构强度方面进行了一些研究。
国内采用有限元法对家具结构进行模拟分析起步较晚，主要进行了柜类、搁
板和椅子等家具结构的有限元分析研究，且目前我国用有限元法进行力学分析的基本都是木制家具，而金属家具的结构设计仍以经验类比和简单计算为主,家具力学性能的检测也主要以整体破坏性试验为主要手段。国内有关家具结构力学性能的研究少且不系统,没有形成完整的设计理论,不能为金属家具的结构设计提供科学、高效、定量的方法。但是可以借鉴有限元法对木制家具的分析方法来分析金属家具的结构力学。
二、国内用有限元法对家具的研究状况
我国用有限元法对木制家具的理论研究众多，大多采用简化的结构模型和整体结构静力分析，对木制家具结构进行有限元分析，有些是对木制家具某一部位或榫结构进行有限元分析，有些是对某一特定树种进行有限元分析，并针对其结构强度问题采用有限元法和软件优化程序对木制家具结构进行优化设计。
董广斌在《家具榫结构参数化有限元分析、优化及数控加工》一文中利用 ANSYS 参数化设计语言(APDL)编程对家具榫结构进行有限元分析和优化，通过 有限元分析和力学性能试验证明：榫头和榫眼的尺寸配合对榫结构强度和刚度的影响较大。对于圆材丁字形榫接合，当榫长比(榫头长度与榫眼所在构件直径的比值)为 73.7%，榫厚比(榫头厚度与其所在构件直径的比值)为 62%时该榫接合的强度最大、变形最小、刚度稳定性最好。
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