黃荊重組木家具有限元分析及優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的改善，人們對木質(zhì)家具的需求量越來越大。然而我國天然林資源日益匱乏，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠滿足這種逐漸龐大的需求量，由此，對人工林小徑材的開發(fā)和利用成為一種迫切而有效的途徑。本文從緩解社會需求及生態(tài)問題出發(fā)，利用在我國分布廣泛、資源豐富的速生灌木黃荊為原料制造重組木，以期成為新的家具用材。本文對黃荊重組木的物理力學(xué)性能及其家具強度性能進(jìn)行了測試和分析，結(jié)果表明黃荊重組木具備良好的強度，能夠較好地應(yīng)用于家具生產(chǎn)。

2、r>　　本文通過試驗對黃荊重組木的物理力學(xué)性能進(jìn)行了測試，對比了三種FFT無損檢測方法對材料動態(tài)力學(xué)性能檢測的結(jié)果和三點彎曲破壞試驗法對材料靜態(tài)力學(xué)性能測試的結(jié)果，并用線性回歸分析了不同的彈性模量和靜曲強度之間的關(guān)系，提出了基于不同彈性模量的黃荊重組木靜曲強度的預(yù)測模型;結(jié)合人機工程學(xué)理論，采用黃荊重組木進(jìn)行家具設(shè)計，并利用ANSYS有限元法對黃荊重組木家具在靜力荷載作用下的結(jié)構(gòu)強度進(jìn)行計算分析，結(jié)果顯示黃荊重組木家具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，且具

3、有足夠的結(jié)構(gòu)強度可供安全使用。本文具體的測試和分析結(jié)果如下:
　　(1)利用縱向共振、彎曲振動和縱波傳播試驗三種FFT無損檢測方法測得黃荊重組木的動態(tài)彈性模量。結(jié)果顯示，利用縱向共振法檢測得到的動態(tài)彈性模量要稍高于彎曲振動法和縱波傳播法測得的動態(tài)彈性模量，后面兩者所測的動態(tài)彈性模量值比較接近。
　　(2)利用三點彎曲破壞試驗測得黃荊重組木的靜態(tài)彈性模量和靜曲強度。結(jié)果顯示由三種FFT無損檢測方法所得的動態(tài)彈性模量均大于由三點

4、彎曲破壞試驗所得靜態(tài)彈性模量，并且動態(tài)彈性模量的變異系數(shù)較靜態(tài)彈性模量的變異系數(shù)而言要大。
　　(3)通過對不同彈性模量和靜曲強度之間的關(guān)系進(jìn)行線性回歸分析，結(jié)果顯示它們之間具有比較顯著的線性相關(guān)關(guān)系。根據(jù)它們之間的相關(guān)關(guān)系建立基于不同彈性模量的靜曲強度預(yù)測模型，并且通過預(yù)測值與實測進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)預(yù)測值要稍高于實測值，即黃荊重組木的承載能力會被稍高估計。
　　(4)結(jié)合人機工程學(xué)，采用黃荊重組木進(jìn)行家具設(shè)計，并利用ANSYS

5、有限元法對黃荊重組木家具結(jié)構(gòu)強度在靜力載荷作用下的應(yīng)力應(yīng)變情況進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示:家具結(jié)構(gòu)的變形量十分微小，并且結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的最大應(yīng)力也屬于家具能夠承受的強度范圍之內(nèi)。因此，該黃荊重組木家具的結(jié)構(gòu)設(shè)計是比較合理的，并且具有足夠的強度以供安全使用。
　　(5)在利用有限元法對黃荊重組木家具結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對家具結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，在確保滿足強度要求的前提下，減少了材料的損耗，降低了設(shè)計的成本，并且使其結(jié)構(gòu)設(shè)計更加合理。