高速曳引电梯提升曳引绳横向振动特性研究
发布时间：2021-08-09 14:21
随着现代化建设的加快、城市垂直运输能力的不断提高,高速、大行程的电梯已成为高层建筑发展的趋势。但是高速、大行程的电梯易引发振动和噪音问题,从而降低电梯的舒适性和安全性。提升曳引绳横向振动是影响提升系统振动的主要因素,因此研究曳引绳的横向振动问题对改善电梯的舒适性和安全性有重要作用。本文运用理论与仿真分析结合的方法对高速曳引电梯提升曳引绳横向振动特性进行了研究。首先结合高速曳引电梯的结构特点和工作原理对高速曳引电梯进行模型简化,考虑补偿绳的重量和预紧力的作用,将提升曳引绳简化为轴向运动的变长度弦线,建立了高速曳引电梯提升曳引绳横向振动模型。结合能量法和Hamilton原理,构建了高速曳引电梯提升曳引绳横向振动控制方程。为解决方程无法得到解析解的问题,运用Galerkin法将提升曳引绳横向振动偏微分方程进行离散化处理,将无限维偏微分方程转化成有限维常微分方程。为拟合出理想的电梯运行状态曲线,采用了五次多项式拟合法。针对转化后的高速曳引电梯提升曳引绳横向振动方程采用了Newmark-β法进行求解。其次以拟合的曳引电梯运行状态曲线为输入,利用Matlab软件对高速曳引电梯提升曳引绳横向振动微分...
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电梯基本结构图
山东建筑大学硕士学位论文27(c)电梯加速度状态曲线(d)电梯加加速度状态曲线图3.2电梯运行曲线3.3基于Newmark-β法的提升曳引绳横向振动模型求解对于高速曳引电梯提升曳引绳横向振动有限维常微分方程即式（2.31），一般运用数值解法进行求解仿真。经典的数值解法有隐式法、显式法。显式法可差分时间，不考虑迭代问题和收敛条件，一般情况下最小时间步与最小单元的尺寸相关，如果时间步长不在适当的范围内，则将有漫长的求解过程，但会得出有效的计算结果。隐式法不考虑时间关系，需要运用牛顿迭代法，所以迭代收敛问题显著，不收敛将无法产生显著效果。现阶段的隐式法相对常用的包括：Park方法、Houbolt法、Newmark法。隐式法存在无条件稳定区域，便于选取计算步长。本文将采用Newmark-β法对高速曳引电梯提升曳引绳横向振动方程进行求解。对于一般动力学方程：[M]{q}[C]{q}[K]{q}{F}(3.12)假定：{}{}[(1){}{}]ttttttqqqqt(3.13)21{}{}{}[(){}{}]2tttttttqqqtqqt(3.14)其中可以按积分的精度和稳定性要求调整δ和α[91]。Newmark-β法最开始提出的是常平均加速度法，这种方法是无条件稳定的一种积分方法。即假定从t到tt时刻，加速度保持恒定，取为({}{})/2tttqq，可得δ=0.5，α=0.25。研究结果显示，如果δ≥0.5，α≥0.25(0.5+δ)2，则Newmark方法无条件稳定。根据式（3.13）和式（3.14）可得到{}ttq和{}ttq用{}ttq及{}tq、{}tq和
山东建筑大学硕士学位论文31表4.1案例分析参数信息案列编号分布阻尼c单根曳引绳提升质量m/kg预紧力f/N线密度ρ0.254004000.710.54004000.714004000.70.54004000.720.55004000.70.55504000.70.54004000.730.54005000.70.54006000.740.50.50.54004004004004004000.5120.70.874.3参数影响分析4.3.1提升曳引绳分布阻尼的影响分析取案例1对电梯上行和下行过程中的振动进行仿真，分析不同分布阻尼c对电梯提升曳引绳横向振动响应的影响。(a)上行(b)下行图4.1c=0.25时提升曳引绳横向振动加速度响应
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Newmark-β法的非线性体系动载荷识别[J]. 范玉川,黄清云,鲁艳,赵春雨. 东北大学学报(自然科学版). 2019(12)
[2]电梯运行振动原因及减振措施探讨[J]. 许志明. 中国设备工程. 2019(14)
[3]缠绕式提升系统钢丝绳横向振动分析[J]. 马文文,王燕,王国营. 煤矿机电. 2019(03)
[4]电梯导轨直线度和扭曲度检验系统的研制[J]. 张帆,湛宇,谢雨铮. 设备监理. 2019(03)
[5]基于能量法的矿井罐道钢丝绳横向刚度计算[J]. 冯凯,王康,于沛,赵同山,尚连锋,陈志东. 黄河科技学院学报. 2019(02)
[6]浅谈电梯导轨对轿厢振动的影响[J]. 万龙. 甘肃科技. 2018(13)
[7]摩擦提升系统钢丝绳横向振动特性研究[J]. 李超宇,李琳,高鑫宇. 煤炭技术. 2018(05)
[8]电梯运行振动原因及减振措施探讨[J]. 李涵. 科技创新与应用. 2018(05)
[9]高速曳引电梯机械系统振动特性研究[J]. 张建义,康诚. 中国设备工程. 2018(03)
[10]有限差分法模拟多绳摩擦提升系统钢丝绳纵向振动特性[J]. 高鑫宇,吴娟,张启顺. 中国矿业. 2017(06)
博士论文
[1]落地摩擦提升悬绳多源耦合振动特性及故障诊断研究[D]. 姚建南.中国矿业大学 2016
[2]高速电梯提升系统动力学建模及振动控制方法研究[D]. 包继虎.上海交通大学 2014
[3]高层电梯垂直运动的鲁棒控制策略研究[D]. 胡庆.沈阳工业大学 2010
[4]高速电梯水平振动主动控制研究[D]. 冯永慧.上海交通大学 2008
[5]高速电梯悬挂系统动态性能的理论与实验研究[D]. 张鹏.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]高速电梯残留振动和随机振动响应分析及主动减振方法研究[D]. 田野.山东建筑大学 2019
[2]高速电梯提升系统气固耦合振动特性研究[D]. 刘杰.山东建筑大学 2019
[3]基于有限元法的立井缠绕提升系统钢丝绳振动特性研究[D]. 韦磊.中国矿业大学 2018
[4]高速电梯耦合系统水平振动及轮轨界面接触机理研究[D]. 仉硕华.山东建筑大学 2018
[5]高速曳引电梯提升系统纵向时变特性研究[D]. 侯涛.山东建筑大学 2018
[6]高速电梯曳引绳时变单元模型及其在减振设计中的应用[D]. 翟得水.浙江大学 2018
[7]中高速曳引电梯的振动特性研究[D]. 卢明阳.天津大学 2018
[8]高速电梯轿厢结构及气动性优化设计[D]. 朱金成.苏州大学 2017
[9]曳引式电梯垂直振动系统分析与减振方法[D]. 张柘.天津大学 2017
[10]高速电梯轿厢气压变化规律建模与补偿设计分析及其应用[D]. 李森.浙江大学 2017
本文编号：3332229
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电梯基本结构图
山东建筑大学硕士学位论文27(c)电梯加速度状态曲线(d)电梯加加速度状态曲线图3.2电梯运行曲线3.3基于Newmark-β法的提升曳引绳横向振动模型求解对于高速曳引电梯提升曳引绳横向振动有限维常微分方程即式（2.31），一般运用数值解法进行求解仿真。经典的数值解法有隐式法、显式法。显式法可差分时间，不考虑迭代问题和收敛条件，一般情况下最小时间步与最小单元的尺寸相关，如果时间步长不在适当的范围内，则将有漫长的求解过程，但会得出有效的计算结果。隐式法不考虑时间关系，需要运用牛顿迭代法，所以迭代收敛问题显著，不收敛将无法产生显著效果。现阶段的隐式法相对常用的包括：Park方法、Houbolt法、Newmark法。隐式法存在无条件稳定区域，便于选取计算步长。本文将采用Newmark-β法对高速曳引电梯提升曳引绳横向振动方程进行求解。对于一般动力学方程：[M]{q}[C]{q}[K]{q}{F}(3.12)假定：{}{}[(1){}{}]ttttttqqqqt(3.13)21{}{}{}[(){}{}]2tttttttqqqtqqt(3.14)其中可以按积分的精度和稳定性要求调整δ和α[91]。Newmark-β法最开始提出的是常平均加速度法，这种方法是无条件稳定的一种积分方法。即假定从t到tt时刻，加速度保持恒定，取为({}{})/2tttqq，可得δ=0.5，α=0.25。研究结果显示，如果δ≥0.5，α≥0.25(0.5+δ)2，则Newmark方法无条件稳定。根据式（3.13）和式（3.14）可得到{}ttq和{}ttq用{}ttq及{}tq、{}tq和
山东建筑大学硕士学位论文31表4.1案例分析参数信息案列编号分布阻尼c单根曳引绳提升质量m/kg预紧力f/N线密度ρ0.254004000.710.54004000.714004000.70.54004000.720.55004000.70.55504000.70.54004000.730.54005000.70.54006000.740.50.50.54004004004004004000.5120.70.874.3参数影响分析4.3.1提升曳引绳分布阻尼的影响分析取案例1对电梯上行和下行过程中的振动进行仿真，分析不同分布阻尼c对电梯提升曳引绳横向振动响应的影响。(a)上行(b)下行图4.1c=0.25时提升曳引绳横向振动加速度响应
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Newmark-β法的非线性体系动载荷识别[J]. 范玉川,黄清云,鲁艳,赵春雨. 东北大学学报(自然科学版). 2019(12)
[2]电梯运行振动原因及减振措施探讨[J]. 许志明. 中国设备工程. 2019(14)
[3]缠绕式提升系统钢丝绳横向振动分析[J]. 马文文,王燕,王国营. 煤矿机电. 2019(03)
[4]电梯导轨直线度和扭曲度检验系统的研制[J]. 张帆,湛宇,谢雨铮. 设备监理. 2019(03)
[5]基于能量法的矿井罐道钢丝绳横向刚度计算[J]. 冯凯,王康,于沛,赵同山,尚连锋,陈志东. 黄河科技学院学报. 2019(02)
[6]浅谈电梯导轨对轿厢振动的影响[J]. 万龙. 甘肃科技. 2018(13)
[7]摩擦提升系统钢丝绳横向振动特性研究[J]. 李超宇,李琳,高鑫宇. 煤炭技术. 2018(05)
[8]电梯运行振动原因及减振措施探讨[J]. 李涵. 科技创新与应用. 2018(05)
[9]高速曳引电梯机械系统振动特性研究[J]. 张建义,康诚. 中国设备工程. 2018(03)
[10]有限差分法模拟多绳摩擦提升系统钢丝绳纵向振动特性[J]. 高鑫宇,吴娟,张启顺. 中国矿业. 2017(06)
博士论文
[1]落地摩擦提升悬绳多源耦合振动特性及故障诊断研究[D]. 姚建南.中国矿业大学 2016
[2]高速电梯提升系统动力学建模及振动控制方法研究[D]. 包继虎.上海交通大学 2014
[3]高层电梯垂直运动的鲁棒控制策略研究[D]. 胡庆.沈阳工业大学 2010
[4]高速电梯水平振动主动控制研究[D]. 冯永慧.上海交通大学 2008
[5]高速电梯悬挂系统动态性能的理论与实验研究[D]. 张鹏.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]高速电梯残留振动和随机振动响应分析及主动减振方法研究[D]. 田野.山东建筑大学 2019
[2]高速电梯提升系统气固耦合振动特性研究[D]. 刘杰.山东建筑大学 2019
[3]基于有限元法的立井缠绕提升系统钢丝绳振动特性研究[D]. 韦磊.中国矿业大学 2018
[4]高速电梯耦合系统水平振动及轮轨界面接触机理研究[D]. 仉硕华.山东建筑大学 2018
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[8]高速电梯轿厢结构及气动性优化设计[D]. 朱金成.苏州大学 2017
[9]曳引式电梯垂直振动系统分析与减振方法[D]. 张柘.天津大学 2017
[10]高速电梯轿厢气压变化规律建模与补偿设计分析及其应用[D]. 李森.浙江大学 2017
本文编号：3332229
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