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曳引电梯机械振动系统的固有特性与动力学响应

作　者: 刘希花
导　师: 任勇生
学　校: 山东科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 电梯振动动力学模型动态特性模态瞬态响应仿真平台
分类号: TU857
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着电梯速度的提高,电梯轿厢的振动越来越大,乘坐舒适性问题成为影响电梯发展的瓶颈。本文以研究曳引电梯系统的动态特性和寻求减振策略为主要目的,对论文的研究研究背景和意义进行了阐述,对国内外的电梯发展趋势及其动态特性研究现状进行了介绍,以此提出本文主要的研究内容。对电梯运行速度给定曲线进行了分析,从电梯的运行效率、乘坐舒适性和便于分析等方面综合考虑,对电梯的运行速度给定曲线进行了选取。给出电梯系统模态分析和瞬态响应分析的原理以及计算方法。建立了曳引比为1：1的7自由度耦合垂直振动微分方程,通过Matlab编程求得在电梯的启动,运行和制动的整个过程中电梯垂直振动的各阶固有频率随时间的变化,并应用弹性动力学的方法将时变系统划分成有限个时不变系统,分别求的电梯系统在各工况下的振动加速度。建立了电梯轿厢-导靴-导轨的耦合振动微分方程组,考虑了导轨在电梯运行的过程中产生的弹性变形,用连续梁模拟导轨的弹性振动,并且以导轨在安装时产生的弯曲作为振动激励,应用弹性动力学方法对电梯系统的动态特性进行了理论分析,并用龙格-库塔法对微分方程组进行求解,分别计算分析了导轨的同向弯曲、异向弯曲及在电梯运行过程中导轨产生的弹性变形对电梯水平振动的影响。基于一维弦的波动理论,以曳引绳-轿厢为研究对象,建立了电梯水平振动的模型,应用坐标变换、伽辽金加权余量法和分离变量,分布质量波动模型转化为了集中质量近似模型,通过Matlab编程,对电梯系统进行了模态分析和动力学响应响应分析,以此分析了电梯系统参数对电梯动态特性的影响情况。基于C++语言编程,开发了电梯动态特性仿真平台,借助仿真平台研究了系统参数对固有频率的影响,以及固有频率随时间的变化规律。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
1 绪论  11-21
  1.1 课题研究的背景与意义  11
  1.2 电梯的概述  11-15
  1.3 电梯动力学研究现状  15-17
  1.4 电梯振动评价  17
  1.5 电梯系统振动控制策略  17-19
  1.6 论文的主要研究内容  19-21
2 电梯运行速度给定曲线及模态和动态响应分析概述  21-33
  2.1 电梯运行速度曲线  21-27
  2.2 模态分析  27-28
  2.3 瞬态响应  28-32
  2.4 本章小结  32-33
3 电梯系统垂直振动固有特性与响应研究  33-54
  3.1 电梯系统结构概述  33-34
  3.2 电梯垂直振动的动力学模型  34-40
  3.3 电梯垂直振动模态实例分析  40-48
  3.4 电梯系统垂直振动的瞬态响应分析  48-53
  3.5 本章小结  53-54
4 电梯轮轨耦合系统建模及动态响应分析  54-68
  4.1 电梯轿厢、导轨、导靴的介绍  54-57
  4.2 电梯系统水平振动动力学模型  57-60
  4.3 建立电梯机械系统的振动微分方程  60-62
  4.4 导轨的激励模型  62-64
  4.5 电梯系统水平振动的瞬态响应分析  64-67
  4.6 本章小结  67-68
5 电梯水平振动的波动模型研究  68-81
  5.1 引言  68
  5.2 电梯水平振动的运动曳引绳波动模型  68-70
  5.3 基于Galerkin方法的集中质量近似模型  70-74
  5.4 电梯水平振动模态分析  74-78
  5.5 瞬态响应计算  78-80
  5.6 本章小结  80-81
6 基于虚拟仪器的电梯垂直振动模态分析  81-88
  6.1 引言  81
  6.2 虚拟仪器的开发环境  81
  6.3 电梯系统模态分析仿真平台设计思路  81-82
  6.4 软件组织结构  82-84
  6.5 仿真平台的主要界面和功能  84-87
  6.6 本章小结  87-88
7 总结与展望  88-90
  7.1 本文总结  88-89
  7.2 工作展望  89-90
致谢  90-91
参考文献  91-95
攻读硕士学位期间发表的论文情况  95

曳引电梯机械振动系统的固有特性与动力学响应

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