电梯悬挂系统在建筑摇晃引起的位移激励下的横向振动分析

高层建筑在各种水平荷载作用下引起的摇晃对高速运行的电梯产生位移激励,这种激励是引起电梯悬挂系统横向振动的重要因素。以高速运行的电梯悬挂系统的横向振动为研究对象,应用Hamilton原理建立了电梯悬挂系统在建筑物摇晃引起的两点位移激励下的横向振动偏微分方程,并用Galerkin方法对运动方程进行离散化求解。数值算例计算了建筑物以不同频率摇晃时电梯悬挂系统的横向振动响应,并研究了轿厢弹簧刚度、集中阻尼和绳索分布阻尼对系统振动的影响。数值结果表明：当轿厢自振频率、绳索固有频率和建筑物摇晃引起的惯性力频率接近时,悬挂系统产生共振;通过改变弹簧刚度和阻尼系数,系统振动能得到不同程度的抑制。     

摩擦提升系统钢丝绳横向动力学分析

将平衡钢丝绳质量等效在提升容器上,利用Hamilton方程建立塔式多绳摩擦提升系统变长度提升钢丝绳横向振动动力学模型。用修正Galerkin方法将无限维偏微分振动控制方程离散有限维常微分方程。以某矿副立井提升系统运行状态曲线为运动参数输入,仿真分析不同运行阶段提升钢丝绳横向振动规律及刚度、阻尼对横向振动影响。结果表明,在外界干扰激励作用下提升的上行阶段振动更剧烈;增大弹簧刚度、集中阻尼及分布阻尼均可减小钢丝绳横向振幅。     

基于张紧装置的高速电梯提升系统振动控制

考虑提升系统横向和纵向的耦合作用。应用广义Hamliton原理建立了带有张紧补偿钢丝绳的高速电梯提升系统振动控制方程,并以高速电梯提升系统为例对模型进行了数值仿真分析。结果表明:张紧装置的增加能有效抑制提升系统振动,一方面从理论上分析和解释了具有张紧装置的补偿钢丝绳可以大大减小提升系统振动的原因,另一方面说明选择张紧装置抑制提升系统振动的合理性,研究工作为下一步高速电梯提升系统振动控制器的实际应用提供了具有建设性的方法及其思路。     

复合材料角铺设层合板非线性振动特性研究

本文运用渐进摄动法得到复合材料角铺设层合板系统的平均方程在此基础上研究了四边简支碳纤维增强复合材料角铺设层合板在外激励作用下的非线性振动和混沌运动。指出由于复合材料角铺设层合板的强耦合作用而引起该板系统运动控制方程的复杂性,系统平面的振动方程不仅与横向振动方程相耦合而且与中面法线的转角有关。考虑了复合材料角铺设层合板系统在1:1内共振和基本参数共振的情况下的动力学特性,数值模拟得到了复合材料角铺设层合板在参数激励和横向激励联合作用下的复杂周期和混沌运动。     

变长度提升系统钢丝绳纵向振动特性

以提升系统中变长度柔性钢丝绳的纵向振动为研究对象,考虑钢丝绳刚性运动与变形运动的相互影响,应用Hamliton原理建立变长度提升系统钢丝绳运动微分方程,同时,利用五次多项式拟合得到的电梯理想运行状态曲线作为运动参数输入,对所建模型进行了算例分析。数值仿真结果表明：本文的方法能较好地反映变长度提升系统钢丝绳的纵向振动特性,推导出的方程为电梯钢丝绳纵向振动特性的进一步分析提供了依据。     

变长度柔性提升系统纵向-横向受迫耦合振动分析

以任意变长度柔性提升系统的纵向-横向耦合振动为研究对象,采用Hamilton原理建立了在受到外界横向激励情况下柔性部件的振动和振动能量的偏微分方程,并使用Galerkin方法对运动方程进行离散化求解。最后,以电梯悬挂提升系统为例对所建模型进行验算。数值结果表明:高速电梯系统在受到一定的横向扰动(激励)时,柔性部件在以横向振动为主的耦合振动状态下运动,并且在上行阶段存在一定的不稳定区域。这一现象与实际当中的发现所一致。     

超高速电梯系统动态仿真分析

电梯的振动是影响舒适性的最主要因素,针对4.0 m/s 超高速电梯系统,以轿厢-轿架-导轨-钢丝绳耦合系统为研究对象,建立垂直系统振动动力学模型,结合机械系统动力学自动分析虚拟样机技术,通过建立钢丝绳动力学模型、添加导轨与导靴之间的接触力、水平振动激励及垂直振动激励,建立电梯整机虚拟样机模型,设定约束与驱动,进行动态特性仿真分析。仿真结果表明,电梯垂直振动加速度、水平振动加速度等性能指标满足要求,为超高速电梯的开发提供了设计依据。     

非线性弹性地基上矩形薄板的非线性振动与奇异性分析

研究非线性弹性地基上小挠度矩形薄板的非线性振动，应用弹性力学理论建立非线性弹性地基上小挠度矩形薄板受简谐激励作用的动力学方程，利用Galerkin方法将其转化为非线性振动方程。根据非线性振动的多尺度法求得系统主参数共振-主共振情况的一次近似解，并进行数值计算。分析了阻尼系数、地基系数、激励参数等对系统主参数共振-主共振的影响。系统主参数共振-主共振曲线均具有跳跃现象。随着阻尼、地基系数的改变，系统响应曲线具有“类软刚度特征”。随着参数激励幅值的改变，系统响应曲线具有“类硬刚度特征”。应用奇异性理论得到系统主参数共振-主共振稳态响应的转迁集和分岔图。     

Winkler地基上材料非线性矩形薄板主参数共振研究

研究Winkler地基上材料非线性矩形薄板受参数激励的参数共振动问题。按照弹性力学理论建立Winkler地基上材料非线性矩形薄板受参数激励的动力学方程。利用Galerkin方法将其转化为非线性振动方程。应用非线性振动的多尺度法求得系统满足主参数共振条件的一次近似解，并进行数值计算，分析定常解的稳定性。给出主参数共振系统参数平面的分岔集和幅频响应方程的分岔图。分析激励、调谐值、阻尼系数、非线性参数、几何参数对共振响应曲线的影响。     

Winkler地基上四边自由矩形薄板的3次超谐波共振与奇异性

通过Galerkin方法,将Winkler地基上四边自由受横向简谐激励矩形薄板的控制微分方程转化为非线性振动方程。应用非线性振动的多尺度法,求得了系统满足3次超谐共振情况时的一次近似解以及对应的定常运动,并对其进行数值了计算。对3次超谐共振定常运动分岔响应方程进行了奇异性分析,得到了开折参数平面的转迁集和分岔图。揭示了一些新的动力学现象。     

电梯系统共振失效的灵敏度研究

以曳引式电梯为研究对象,考虑电梯曳引绳刚度具有时变特性,对电梯系统建立了8自由度耦合振动的动力学模型。在对系统进行模态分析的基础之上,以影响系统模态频率的动力参数作为随机变量,结合DOE试验方法与神经网络技术,得出系统随机变量与系统模态响应之间的显性函数关系式。依据动态结构系统的固有频率与激振频率差的的关系准则,定义了系统共振的失效模式,并对系统的随机变量进行了可靠性灵敏度分析。研究表明,绳头侧刚度和曳引机支撑刚度对频率共振影响最为明显,因此,在电梯系统设计中可以通过修改该动力参数达到有效降低共振的风险。同时,在实际工作中应该严格关注和监视该动力参数的变化,避免发生共振。     

高速曳引电梯噪声研究综述

 随着电梯运行速度的不断提高,噪声已成为影响乘坐舒适性的重要指标。机械噪声和气动噪声是高速曳引电梯噪声的主要噪声源。机械噪声的研究主要集中在结构振动特性以及轿厢、对重与导轨、钢丝绳间的摩擦等方面;气动噪声的研究主要围绕以下三个方面：一是轿厢外形结构对气动噪声的影响,二是对不同频段噪声采取的降噪技术与措施,三是电梯系统动力学模型的优化设计。通过综合分析高速电梯噪声研究的现状,探讨了高速曳引电梯噪声研究领域存在的问题和发展趋势。     

参数振动系统频响特性研究

采用矩阵谱分解中常用的Sylvester理论和Fourier级数展开法,推导了单自由度参数振动系统的频响函数,并得到了系统外激励共振条件。在此基础上,以直齿轮副参数振动系统为例仿真了系统的频响特性,并讨论了系统参数稳定性、时变参数以及阻尼的影响。结果表明,参数振动系统的频响特性主要有以下一些特点:(1)系统具有多个频响函数,分别对应于多频响应中的各个频率成分;(2)系统存在多个外激励共振区。除了外激励频率等于系统固有频率的共振区外,当激励频率等于系统固有频率与参数激励频率的组合值时,同样存在共振现象;(3)参数振动系统共振响应时,主导频率成分为系统固有频率;(4)阻尼使得频响函数峰值有明显下降,而对非共振区的频响曲线影响不大。     

电梯系统垂直振动分析与抑制

通过对电梯轿厢加速度曲线进行频谱分析，初步诊断曳引电机的旋转失衡是引起电梯垂直振动的主要激励；进而对电梯系统进行模态分析，发现电梯在某段行程的第5阶固有频率跟曳引电机的转动频率非常吻合，从而解释了电梯在特定行程区间振动加剧这一现象；最后提出在轿顶轮两侧加装动力吸振器以抑制电梯的垂直振动，该减振方案经实践证实具有良好的减振效果。     

基于虚拟样机技术的高速电梯动态性能分析与优化

为降低高速电梯振动以提高电梯的乘坐舒适性,论文运用SolidWorks和ADAMS联合建立了高速电梯虚拟样机模型,对其整机运行进行了动态分析、仿真。通过对高速电梯振动信号灵敏度分析,得出了各主要动力学参数对高速电梯振动的影响。结合振动信号频域分析、多体动力学系统固有频率分析,对电梯动力学参数进行了优化。仿真结果表明,优化后电梯各项动态特性指标较优化前均有很大的改善,为改进高速电梯运行性能提供了参考依据。     

应用TRIZ理论对钢丝绳电动葫芦导绳器的改进设计

 TRIZ(发明问题解决理论)的发明原理数据库可以为设计人员提供设计案例进行结构的类比创新.钢丝绳电动葫芦导绳器发生损坏以后,其原有弧形压板更换时安装拆卸麻烦.针对这一问题,利用TRIZ中的冲突分析解决方法对其进行详细分析,并利用基于TRIZ构建的软件系统获得相应的发明原理.根据所得到的发明原理对钢丝绳电动葫芦导绳器进行改进设计,所提出设计方案一方面可提高钢丝绳电动葫芦的性能,为钢丝绳电动葫芦的使用带来社会效益,也可以进一步补充TRIZ发明原理案例数据库,给其他应用该系统中发明原理的设计者以启发．     

Assessment of safety for axial fluctuations of head sheaves in mine hoist based on coupled dynamic model

This investigation was primarily to establish assessment criteria for axial fluctuations of head sheaves in a multi-rope friction mine hoist. Large axial fluctuating displacements of head sheaves can excite intense transverse vibrations in inclined ropes, which can result in dangerous collision between two adjacent ropes. A coupled dynamic model was established and then validated by experimental tests and numerical simulations. In this case, it can be concluded that double rotational frequency of head sheave is the primary excitation frequency and rope tension can change the resonance frequency range. Finally, to avoid large transverse displacements of inclined ropes in a multi-rope friction hoist, based on response–excitation displacement curves, assessment criteria for axial fluctuating displacements of head sheaves were established.