基于ANSYS的电梯轿厢架结构优化的分析研究-论文.pdf

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1、基于ANSYS的电梯轿厢架结构优化的分析研究·文／夏艳光夏崇俊周强许迪(安徽省特种设备检测院安庆分院安庆246003)摘要：本文以某型号电梯的轿厢架作为研究对象，利用现代的电梯设计方法，建立电梯轿厢架的有限元模型。在建立模型时融入了参数化建模和模块化建模的思想，减少了分析时前处理的时间。关键词：电梯轿厢架优化设计分析当今世界中，人类所能掌握和利用的研发成本和周期。一个能较真实反应应力，位移变化趋势的能源大部分都是不可再生能源。国务的模型，而且为了进行优化计算，必须院于2009年5月i日起施行新修改的一参数化建模，建模分析流程，如图1所

2、、轿厢架有限元模型《特种设备安全监察条例》的重要内容的建立示。因此模型不宜太过复杂。根据文献就有高耗能特种设备节能管理制度。而介绍，以梁单元为主建立的简化的有限在现代建筑中，电梯是耗电大户之一。该电梯设计承载能力为lO00Kg。元分析模型，并且其简化模型的均载强电梯节能任重而道远。减轻电梯轿厢架轿厢架结构主要包括上梁、下梁、立梁、度和偏载强度均小于详细模型，但相差重量就意味着节约材料，降低电梯的能上横梁、下横梁、拉杆等组件。其选材很小，在10％以内，因此简化模型的精耗。主要为各种不同型号的标准槽钢，部分度完全满足分析要求。减轻电梯轿厢

3、架白重一般有两种途组件也采用了方钢管(如下横梁等)及径：一是从新材料入手采用轻金属或现方钢(如拉杆)。轿厢架主要部件的代复合材料等低密度材料制作轿厢架，本文的目的主要是探讨分析在结构理论计算依据以减轻结构重量二是从优化设计入手，优化设计中的应用方法，因此需要建立在保证承载能力和可靠性的前提下对现简分化配模材型质建立模型l有钢结构轿厢架进行结构优化设计，减模型理想化轻其质量。第一种途径轻量化效果明显，施加±勺柬、载荷1r建立分析减重幅度比较大，但研究成本较高，工建立接触区域分析模型l运行分析I获取结果艺复杂等困难；第二种途径成本低容易实

4、现，如果方案得当也能得到良好的轻定义参数1r量化效果。指定变化范围定义设计变量I预览形状变化采用优化的思想，在确保电梯轿厢强度、刚度的前提下，减轻轿厢架的质1建立敏感分析优化研究——一运行并获取结果量，不仅可以减少钢材和能源的消耗，建立优化研究污染的排放，改善电梯起动和制动的性运行并获取结果升级模型能，而且能有效减少震动和噪声，增加电梯安全性和使用寿命，也减少了企业图1建模分析流程中国电梯网http：／／www．chinalift．net《电棉工业》l33表2两种工况极限位移对比单位：mm五、结束语优化前优化后变化率本项目是基于ANS

5、YS环境下对轿厢均载工况0．9085152．162137．97％架进行了有限元计算，并结合强度、刚偏载工况1．5073．325120．64％度分析对轿厢架结构进行了轻量化设计和优化改造，在满足轿厢架必要的刚度表3两种工况极限应力对比单位：Mpa和强度前提下，使轿厢架成功减轻了重量。优化前优化后变化率本文采用有限元分析方法，通过计均载工况12．27427．96127．79％算分析研究，探索电梯轿厢架结构对电梯总成的强度和刚度的影响，优化电梯偏载工况18．32233．83284．65％轿厢架结构，将结果应用到电梯轿厢架余各零件的位移均较小

6、。根据该电梯使在均载工况下，优化前最大位移出现结构设计中，使电梯轿厢架结构设计有用要求，通过Graph输出数据对各组件在轿厢架底梁中部纵梁部位，最大位移据可查、有理可依，达到精确的动态设进行刚度校核，结果均满足设计要求。值为0．908515mm。优化后最大位移是计来替代经验静态设计，以降低钢材的在偏载工况下，如图7所示，最2．162mm，出现在轿厢架底梁中部纵梁浪费，减轻轿厢重量，降低成本，提高大位移出现在轿厢架底梁前段两纵梁部部位。在偏载工况下，优化前最大位移经济性，使电梯设计达到安全、环保，位，最大位移值为1．507mm，最小位移

7、出现在轿厢架底梁前段两纵梁部位，最使电梯的经济性能大为提高、降低能源依然在上梁。通过Graph输出数据对各大位移值为1．507mm，前端应变比较集消耗和环境污染。组件进行刚度校核，满足设计要求。中，底架中段、前段等位移量均很大；轿厢架结构评价及改进意见：优化后最大位移3．325mm，与优化前位参考文献在总结上述分析之后，可以判定该置接近。[1]陈家盛编著，电梯结构原理及安装结构形式满足设计强度和刚度需求。但两种工况极限应力结果(如表3)维修，机械工业出版社，2002．也不难发现，各组件之间的应力分配还所示。在均载工况下，优化前最大应[

8、2]GB7588-2003电梯制造与安装安存在不平衡现象，造成了一定程度上的力当量出现在上梁与立梁的节点处，全规范[S]，北京：中国标准出版社，2005材料浪费，增加了生产成本。最大应力12．274Mpa，优化后最大应[