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房地产市场的蓬勃发展带动我国电梯市场的快速发展。在电梯系统中,承载结构(如轿厢架)主要由钢材制造而成。传统的电梯钢结构设计大都以结构力学等理论为基础进行结构框架的设计,再进行实验来验证设计的可行性。随着市场的不断发展,原有的设计研发流程已经逐渐显示出一些弊端,如没有考虑蹲底事故对于轿厢架结构产生的影响;对结构的优化仍主要以工件的厚度为参数进行尺寸优化等。为考虑动力学工况对电梯钢结构产生的影响和进行更深层次的优化设计,结合当下主流的商用有限元分析软件和优化设计软件对电梯的承载结构进行分析就显得很有必要。本论文的主要工作及所得结论如下:(1)建立液压缓冲器蹲底工况的数学模型,结合MATLAB求解得出缓冲力-速度关系曲线。利用ABAQUS中的连接器单元,建立简化的缓冲器有限元模型。通过简化的缓冲器-轿厢架碰撞模型得到轿厢架在缓冲过程中的加速度-时间曲线,并与实验所得数据进行比对。结果表明两组数据基本吻合,说明建立的数学模型与缓冲器的简化方法是正确的。最后将所得的加速度-时间曲线以加载曲线的方式应用到轿厢架有限元模型中,完成蹲底动力学工况的分析。分析结果表明,防撞梁和轿厢架上底板与防震橡胶接触的位置发生了塑性应变。防撞梁发生塑性应变说明其在碰撞中吸收能量,起到保护作用。而另一应力较大的位置则需要进行加劲肋的布置。(2)对主机架结构的搁机梁进行Buckling分析与Riks分析。分析结果表明搁机梁的失稳荷载为48 k N,远大于额定工况下所受载荷,结构不会发生失稳。(3)结合ABAQUS对轿厢架和主机架进行静力学分析。结果表明,轿厢架上底板与防震橡胶接触的位置应力值较大。主机架结构的中间层槽钢与防震橡胶接触的位置发生应力集中现象,需要对发生应力集中的区域进行加劲肋的布置。(4)基于静力学与动力学的分析结果,对轿厢架结构进行尺寸优化设计及对主机架结构进行拓扑优化设计。轿厢优化前重422.21 kg,优化后重393.92 kg,减重28.29 kg。优化前最大应力发生在上底板与防震橡胶接触的位置,值为124.16 MPa,优化后为124.15 MPa,其位置并没发生明显的改变。搁机梁优化前重64.1 kg,优化后重51.28 kg,三根共减重38.46 kg,优化前搁机梁最大应力为69 MPa,优化后为78 MPa,最大应力位置也没有发生改变。且优化后的搁机梁结构失稳载荷为40 kN,仍然远大于实际所承受载荷。(5)本课题的研究对象虽然为电梯的承载结构,但是所用的分析方法同样适用于土木工程领域中大型钢结构的分析。