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综 述
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周阳峰 李 丽 张仲凤
摘要： 传统的家具结构优化大都依赖设计者的经验和感觉，缺乏科学性和准确性。运用拓扑优化，借助增材制造技术可得到科学合理、结构新颖的家具创新产品。笔者介绍了拓扑优化的概念和优势，梳理 普天间基地
了拓扑优化的研究现状，认为加强家具结构力学的研究，开发专业的家具专业拓扑优化软件，加强以木粉为材料的增材制造技术的研究以及验证增材制造家具的力学性能是未来家具拓扑优化研究的方向。关键词： 家具结构； 拓扑优化； 增材制造
中图分类号：TS664 文献标识码：A 文章编号：1001-5299 （2018） 08-0001-04DOI:10.19531/j.issn1001-5299.201808001
Research Progress of Furniture Topology Optimization
ZHOU Yang-feng LI Li ZHANG Zhong-feng
（Central South University of Forestry and Technology, Green Home Engineering Technology Research Center in Hunan,Changsha 410004, China）
Abstract: The traditional furniture structure optimization depends on the designer's experience and feeling, lacking of scientific nature and accuracy. Using topology optimization and Additive Manufacturing technology, designers can get scientific and reasonable furniture products with original structure. By introducing the concept and advantages of topology optimization and carding the progress of topol
ogy optimization, it can be concluded that strengthening on research of the mechanical structure of furniture, developing professional topology optimization software about furniture, strengthening study on the Additive Manufacturing based on wood powder and verifying the mechanical properties of furniture are important direction for future research. Key words: Furniture structure; Topological optimization; Additive Manufacturing(AM)传统家具结构设计大都依赖设计师的经验和判断[1]。结构设计方法则是通过打样、
白世峰
力学性能检测、设计方案校核这样的反复过程，直到到一个可行方案。设计过程周期长、效率低、开发成本高，其结果仅仅是可行的、往往不是最优设计，而且设计强度过大或过小，可能造成材料浪费和安全隐患[2]。传统家具结构设计方法因为分析和设计存在大量的简化和经验，精确性差。同时，家具结构复杂性的增加及其设计要求的提高，使得传统的家具结构设计方法已满足不了当今设计的需要，人们急需一种具有科学性同时兼顾准确
性和设计效率的新方法[3]。计算机的出现使这种要求成为可能。拓扑优化就是一种高阶的家具结构优化方法。1 拓扑优化简介
拓扑优化是一种结构优化设计方法，由载荷驱动，旨在帮助设计人员在结构设计的初始阶段出满足
一定载荷条件和约束条件的最佳材料布局，优化的结果可以作为结构设计的重要依据，是当今结构优化的热点研究问题。拓扑优化的两个研究方向分别是离散结构优化和连续体结构优化。家具产品拓扑优化归属于连续体结构的拓扑优化，均匀化法、变密度法、ESO法 、水平集法则是连续体拓扑优化常用方法。拓扑优化必须依托强大的计算机软件才能得以实现，当前经常使用的拓扑优化软件有：Hyper Works的Optistruct模块、SolidThinking Inspire、Tosca以及ANYSY Workbench拓扑优
*基金项目：新世纪优秀人才支持计划人选(NCET-12-0725)； 湖南省自然科学杰出青年基金项目(16JJ1028)； 中南林业科技大学研究生科技创新基金(CX2016B29)周阳峰，在读硕士研究生，中南林业科技大学材料科学与工程学院张仲凤(通讯作者)，教授，单位同第一作者，E-mail:641038556@qq 修回日期：2018-01-23
家具拓扑优化研究进展——周阳峰 李 丽 张仲凤张王会
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