论文部分内容阅读
电梯是随着高层建筑兴建而发展起来的一种运输工具,其地位相当于“垂直运动的汽车”。在高层和超高层建筑中,为了节省运送乘客的时间和提高电梯运送乘客的效率,有效地解决高层和超高层建筑内的交通问题,客观上提出了对高速和超高速电梯的需求。然而,随着电梯运行速度的提高,其在运行过程中所受到的垂直和横向气体扰动力也随之增大,因此,高速电梯气体扰动力的研究,对电梯的减振、提高其乘座的舒适性具有十分重要的意义。本文共分六章,具体研究内容如下:第一章,绪论。首先阐述了论文研究的背景和意义,介绍了国内外电梯机械系统动态特性和电梯气动学的研究现状,提出了本学位论文的主要研究内容。第二章,电梯理论基础。介绍了有关电梯的基础知识,包括电梯的结构、电梯速度曲线的计算、速度的PID控制方法、电梯产生振动的原因,以及电梯模态和瞬态动力响应基本计算原理,为本文后续对电梯的理论研究仿真实验奠定好基础。第三章,电梯机械系统动力学模型。本章从系统动力学运动方程入手,通过对电梯系统结构特点和振动机理的分析研究,先后建立了电梯机械系统垂直方向上18个自由度的动力学模型和水平方向上4个自由度的动力学模型。第四章,电梯运行过程综合动力学模型。本章根据活塞风形成的机理,以及通过对隧道内高速运行的列车和矿井内提升设备气动模型的比较研究,构建了轿厢运行过程垂直方向上所受的气体扰动力,并以此修正了高速、超高速电梯运行过程垂直方向上的动力学模型;并运用流场的控制方程、求解方法以及计算流体力学软件FLUENT,对不同情况下电梯井道内的气场进行了数值模拟,建立了基于仿真实验基础上的横向气体扰动力模型,并修正了水平方向上的动力学模型。第五章,仿真实验研究。根据某电梯的原始配置参数,对加入气体扰动与未加入气体扰动、不同的运行速度、不同的轿厢形状等参数进行了模态分析,研究气体扰动对电梯系统固有频率的影响;对垂直方向上的可变参数进了优化和仿真;在相同的导轨激励下对水平方向上进行仿真,研究了气体扰动对水平方向振动最大峰峰值及A95值的影响;并在给定的电梯速度曲线下进行了水平方向上的振动仿真。第六章,对论文的主要研究工作和创新点作了总结,并对未来的研究工作进行了展望。本论文主要创新点:1.根据活塞风形成的机理,以及通过对隧道内高速运行的列车和矿井内提升设备气动模型的比较研究,构建了轿厢运行过程垂直方向上所受的气体扰动力,并以此修正了高速、超高速电梯运行过程垂直方向上的动力学模型。2.运用流场的控制方程、求解方法以及计算流体力学软件FLUENT,对不同情况下电梯井道内的气场进行了数值模拟,建立了基于仿真实验基础上的气体扰动力模型,并修正了水平方向上的动力学模型。3.通过仿真实验研究,对高速运行电梯垂直方向上的可变参数进了优化和仿真;研究了气体扰动对水平方向振动最大峰峰值及A95值的影响;以及对给定电梯速度曲线下水平方向上的振动进行了仿真。