本文關鍵詞：高速電梯非線性復合隨機振動響應分析　出處：《山東建筑大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：高速電梯由于運行速度快,必然會帶來振動強烈的問題,故高速電梯的振動響應分析在設計、制造和安裝的各個環(huán)節(jié)占據(jù)著舉足輕重的地位。而由于轎廂系統(tǒng)各設計參數(shù)在制造和安裝過程中不可避免地存在誤差,以及導軌的不平順度的隨機特性,導致電梯轎廂的振動過程受隨機參數(shù)和隨機激勵的影響,以至于傳統(tǒng)的確定性結構動力學分析方法不能滿足分析要求。另一方面,滾動導靴作為電梯導向系統(tǒng)的重要組成部件,其靴襯材料特性以及滾輪與導軌的接觸形式導致其本構模型中含有非線性成分。因此,同時考慮各隨機性因素,開展非線性下的高速電梯復合隨機振動響應分析對建立更加接近實際情況的分析方法,從而對高速電梯的減振進行理論指導有重要意義。首先,在考慮系統(tǒng)參數(shù)隨機性的前提下建立了高速電梯4自由度振動模型,基于隨機攝動理論導出加速度響應的確定部分與隨機部分表達式;通過求解隨機響應表達式并比較各參數(shù)隨機部分系數(shù)推導各隨機參數(shù)對加速度響應靈敏度表達式;根據(jù)位移響應協(xié)方差矩陣和隨機參數(shù)協(xié)方差矩陣推導出加速度響應的標準差特性并進行分析。該方法能探明隨機參數(shù)對振動加速度響應的影響規(guī)律,分析出各參數(shù)對響應的影響程度,進一步指導理論計算和實際工程。其次,針對導軌的安裝形式以及表面粗糙度,建立了含兩組隨機參數(shù)控制的導軌不平順度模型;將該模型中的隨機激勵融入高速電梯隨機參數(shù)振動系統(tǒng)中,構建復合隨機振動模型;利用正交多項式逼近法求解高速電梯復合隨機振動均值響應以及采用復化Cotes積分精細積分方法計算其標準差;算例中,針對參數(shù)的變異性和導軌的不平順程度對其水平振動響應進行了分析,從響應均值、標準差和變異系數(shù)的角度探究各項隨機因素對響應的作用機理。然后,根據(jù)高速電梯滾動導靴的材料特性以及與導軌的配合關系,分析了頂面滾輪和側面滾輪相對導軌位移時恢復力的非線性成因;采用Hertz接觸理論和Bouc-Wen滯回模型推導位移量與恢復力之間的非線性關系,最后聯(lián)合起來建立滾動導靴非線性本構模型;根據(jù)模擬實驗證明了其滯回恢模型中的能量損耗對隨機恢復力離散程度的影響。最后,將導軌隨機激勵加入到滾動導靴非線性本構模型中恢復力—位移關系方程中,以此作為振動微分方程的力項,構建高速電梯非線性復合振動系統(tǒng)模型;利用Simulink模塊工具包對含隱式微分動力項的非線性微分方程進行了數(shù)值求解;采用最小二乘法對原非線性系統(tǒng)等效后再應用復合隨機振動響應分析方法研究響應的均值和標準差;算例中比較了4m/s和7m/s兩種速度下轎廂觀測點處的加速度A95值,并且對比實測數(shù)據(jù),驗證了所建模型的準確性。
[Abstract]:Because of high speed elevator running speed, will bring the problem of strong vibration, the vibration of the high-speed elevator response analysis in the design, manufacture and installation of each link occupies a pivotal position. The design parameters of the car system can not avoid the errors in the process of manufacturing and installation, and the rail irregularity random the characteristics of degree, cause the vibration process of the elevator car is affected by random parameters and the random excitation, so the traditional deterministic structural dynamics analysis methods can not meet the requirements of analysis. On the other hand, the rolling guide shoe as important components of elevator guide system, the shoe lining material properties as well as the wheel and rail contact form of lead the constitutive model with nonlinear components. Therefore, considering the random factors, carry out the high-speed elevator nonlinear random vibration response analysis of composite The analysis method is more close to the actual situation, in order to vibration of the high-speed elevator theory has important significance. Firstly, considering the randomness of the system parameters under high speed elevator 4 degree of freedom vibration model, random perturbation determination part and random part of the expression response theory based on acceleration by solving the stochastic response and expression; the random parameter random coefficient is derived on the acceleration sensitivity expression; according to the displacement response covariance matrix and random parameter covariance matrix is derived and the standard deviation of the acceleration response characteristics were analyzed. The method can explore the random parameters effect on the vibration acceleration response, analyze the influence of various parameters on the degree of response, further guidance the theoretical calculation and practical engineering. Secondly, according to the guide rail installation form and surface roughness, build With two groups of random parameter control of the rail unevenness model; stochastic excitation in the model with high-speed elevator vibration systems with random parameters, constructing composite random vibration model; using orthogonal polynomial approximation method to solve the high-speed elevator composite random vibration response and the mean recovery of the Cotes integral fine integral method for the calculation of the standard deviation calculation; for example, the variability of the response parameters and track irregularity degree of horizontal vibration are analyzed, the response from the mean, standard deviation and coefficient of variation of the perspective of the random factors on the mechanism of response. Then, according to the material characteristics of rolling guide shoe and cooperation relationship with the high-speed elevator guide rail, analysis the causes of the top roller and the nonlinear displacement of rail side roller relative resilience; using the Hertz contact theory and Bouc-Wen hysteresis and restore the displacement model of recovery force The nonlinear relationship between, finally combined to establish the constitutive model of nonlinear rolling guide shoe; according to the simulation experiment proves the effect of the hysteretic energy loss recovery model for random discrete degree of the restoring force. Finally, adding random excitation to guide guide roller nonlinear constitutive model of restoring force and displacement relationship equation. As the force differential equation of vibration, high speed elevator nonlinear composite vibration system model; using the Simulink module toolkit of Nonlinear Differential Equations with implicit differential dynamic term is solved numerically; the equivalent nonlinear system after the application of composite random vibration response analysis of mean and standard deviation of response method is by using the least square method; in comparison the A95 car acceleration observation point 4m/s and 7m/s two speed value, and comparing the measured data to verify the model type Accuracy.

【學位授予單位】：山東建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU857

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本文編號：1389066