曳引式乘客电梯的振动仿真与测试

作     者：花建新 

作者单位：苏州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：石世宏

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：曳引式电梯 垂直振动 动力学模型 仿真试验 

摘      要：近些年来，我国城市化进程越来越快，城市中的高层建筑也越来越多，而运输乘客或者货物的载体—电梯，其作用就显得越发重要。目前来讲，电梯的梯速随着楼层的越来越高，其速度也越来越快。但是随之而来的主要问题是，梯速越高，电梯的舒适度越差，振动也越大。因此，研究电梯的振动问题就显得也越来紧迫。本文主要是对电梯的振动特性进行研究，分析其振动由来，得出振动结论，为解决振动问题提出有益的解决方案。主要研究内容及结论如下： （1）利用Solid Edge三维软件对电梯轿厢架部分部件进行建模，创建虚拟模型。再利用ANSYS有限元分析软件进行静力学分析，得到了轿厢架的上梁、立梁及下梁的应力、应变、总变形的分析云图。通过分析，得知此轿厢架的结构是满足强度要求的。从分析云图里看立梁有点薄弱，建议立梁翻边加长或者选择厚度再厚一些的材料。 （2）创建电梯轿厢架的三维模型，利用ANSYS有限元分析软件对各种工况进行了不同情况的模态振动学仿真，得到了固有频率在各种工况下的变化值，对模态分析的结果进行了分析，得到了固有频率在同一载荷情况下，随着高度的增加有变大的趋势，越是高阶变化越大的规律。采取措施是改变加速度的影响，尽量使得速度曲线在合理的范围内。 （3）建立了曳引比为2:1的曳引电梯系统的9自由度垂直动力学模型。模型中考虑了钢丝绳、曳引机、隔机梁及相关减震元件等各个环节的阻尼及刚度质量等参数，利用MATLAB工程软件编程求解电梯各系统各阶固有频率随载重量Q、提升高度H等变化规律，并根据数据分析了部分环节对电梯系统固有频率的影响。 （4）试验研究。对试验样机进行了试验研究，使用PMT振动仪器，测试了电梯运行的多种情况，与仿真数据进行对比，并提出改进措施，对更换后的电梯样机进行了测试：上行时最大振动频率由之前满载时的44.6HZ下降为18.7HZ，而下行时最大振动频率由满载情况下的67HZ降为34.6HZ。因此，试验效果比较理想，试验推断正确。 本论文对电梯的一些部件进行了试验研究，得到了相关结论数据，为解决曳引式电梯振动问题提供了先进的理论和实践基础。对于改善电梯的性能，提高乘客的舒适度具有一定的研究意义。