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“东西方系列”家具自上市以来便以其独特的中西式连接结构设计而闻名,随着人们节能环保意识的不断提高,设计师们将环保材料竹集成材作为“东西方系列”家具新产品的原材料,“绿色设计”成为“东西方系列”家具今后产品研发的主题,为了减少新家具研发过程中的周期,降低家具设计的成本,本论文将有限元法应用到“东西方系列”家具中对现存的经典产品——竹龙椅家具进行结构强度分析与尺寸优化设计,旨在保留经典结构与外观的前提下,设计出一款结构合理、用材少、强度高的竹龙椅家具。论文研究前期工作对竹龙椅家具尺寸、内部连接结构进行了测量与收集,对“东西方系列”家具使用的基材——竹集成材的力学性能(弹性模量、剪切模量、泊松比、密度、极限抗压强度)数据进行了实验测试并记录,参考家具载荷使用的国家标准确定了椅类家具在结构强度测试时施加载荷与约束的规范,为后期使用有限元软件对竹龙椅家具模型进行力学强度模拟分析做好了准备,通过使用有限元软件ANSYS Workbench对竹龙椅家具模型进行结构强度仿真模拟分析,找出竹龙椅家具设计中的薄弱部位与过保护部位,使用有限元软件对家具薄弱部位尺寸进行强化设计,对家具过保护部位进行减量化设计。本论文得出以下结论:1.通过DMA动态力学分析仪器和电子万能试验机对竹集成材的弹性模量、剪切模量、极限抗压强度等力学性能进行了试验测定,根据椅子使用实际情况下的受力,取竹集成材横纹方向的极限抗压强度值作为本次有限元模拟竹龙椅家具结构强度测试能承受的最大值。2.通过建模软件UG NX与有限元软件ANSYS Workbench进行关联对竹龙椅家具进行参数化建模,能显著提高有限元软件前处理过程的计算效率。3.利用有限元软件ANSYS Workbench对竹龙椅家具参数化模型进行整体与局部结构强度分析,在椅子扶手竖直向下加载的试验项目中,发现竹龙椅的椅腿与扶手连接件榫头处的最大应力数值超过竹材料的极限抗压强度数值;在其它试验项目中发现竹龙椅的横枨与椅腿结构均满足强度需求,且设计的结构尺寸远超出极限载荷下的强度需要的尺寸,可进行减量化设计,本论文对这些部位的结构进行优化设计,并提供理论依据。4.对竹龙椅家具椅腿处以及椅腿与扶手连接件的榫头、横枨、椅腿三处零部件进行参数化优化设计,通过有限元软件ANSYS Workbench计算竹龙椅零部件的最佳设计尺寸,使得其零部件的结构设计更加科学合理。5.本论文通过设计验证试验对有限元法用于家具结构优化设计的结果进行可靠性验证,在实际情况下用万能电子实验机对优化后的家具结构材试样进行强度测试,再通过有限元软件模拟相同尺寸的结构试样模型进行强度测试,对比两种不同测试方式下结构材试样的位移、应力与载荷大小关系的结果曲线,证实了通过有限元法优化后的家具结构强度是可靠的,有限元法可以用于指导家具结构强度设计。