本文選題：自動(dòng)扶梯梯級(jí) + 復(fù)合材料　； 參考：《湖南大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著降低能耗、節(jié)約資源的呼聲日益增高,機(jī)械結(jié)構(gòu)的輕量化研究受到越來(lái)越多的重視,目前在空間結(jié)構(gòu)和汽車等領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用了輕量化技術(shù)。電梯作為現(xiàn)代社會(huì)的耗電大戶之一,如何降低持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的自動(dòng)扶梯的能耗,是亟需解決的問題。在一臺(tái)自動(dòng)扶梯中,由于梯級(jí)數(shù)量眾多,又是經(jīng)常運(yùn)動(dòng)的部件,所以,在保證梯級(jí)結(jié)構(gòu)性能滿足規(guī)定要求的前提下,減輕梯級(jí)的質(zhì)量,對(duì)于降低自動(dòng)扶梯的能耗、節(jié)約鋁合金資源以及提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。本文以江蘇某電梯企業(yè)的復(fù)合材料探索應(yīng)用研究項(xiàng)目為基礎(chǔ),根據(jù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn),結(jié)合自動(dòng)扶梯梯級(jí)的自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)一款復(fù)合材料自動(dòng)扶梯梯級(jí),然后按照國(guó)標(biāo)GB 16899-2011《自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的制造與安裝安全規(guī)范》的要求,對(duì)其進(jìn)行靜載和動(dòng)載實(shí)驗(yàn)仿真,探索研究玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料應(yīng)用于自動(dòng)扶梯梯級(jí)上實(shí)現(xiàn)輕量化的可行性。論文主要研究分析工作如下：首先,以整體式壓鑄鋁合金自動(dòng)扶梯梯級(jí)為研究對(duì)象,根據(jù)玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn),結(jié)合自動(dòng)扶梯梯級(jí)的自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)一款復(fù)合材料自動(dòng)扶梯梯級(jí),然后按照自動(dòng)扶梯梯級(jí)國(guó)標(biāo)的靜載實(shí)驗(yàn)要求,分別對(duì)其和整體式壓鑄鋁合金自動(dòng)扶梯梯級(jí)進(jìn)行靜載實(shí)驗(yàn)仿真,得到兩種材料梯級(jí)的位移云圖和等效應(yīng)力云圖,并進(jìn)行對(duì)比分析。其次,按照自動(dòng)扶梯梯級(jí)國(guó)標(biāo)的動(dòng)載實(shí)驗(yàn)要求,分別對(duì)兩種材料梯級(jí)進(jìn)行了模態(tài)分析,諧響應(yīng)分析和疲勞分析,得到了兩種材料梯級(jí)的前六階固有頻率和振型、位移響應(yīng)云圖和位移響應(yīng)曲線圖、疲勞壽命云圖和疲勞安全系數(shù)云圖,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比。最后,根據(jù)兩種材料梯級(jí)的靜載和動(dòng)載實(shí)驗(yàn)仿真分析對(duì)比結(jié)果,對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料自動(dòng)扶梯梯級(jí)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì),使其的靜載和動(dòng)載實(shí)驗(yàn)性能在滿足自動(dòng)扶梯梯級(jí)國(guó)標(biāo)的要求以及不低于整體式壓鑄鋁合金自動(dòng)扶梯梯級(jí)靜載和動(dòng)載實(shí)驗(yàn)性能的前提下,進(jìn)一步減輕其質(zhì)量。本文的分析研究工作對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在自動(dòng)扶梯梯級(jí)上的探索應(yīng)用提供了一定參考。
[Abstract]:With the increasing demand of reducing energy consumption and saving resources, more and more attention has been paid to the lightweight research of mechanical structures. At present, lightweight technology has been widely used in the fields of space structure and automobile. As one of the major power users in modern society, how to reduce the energy consumption of the escalator is an urgent problem to be solved. In an escalator, because of the large number of steps and the frequent movement of components, the quality of the escalator can be reduced by reducing the energy consumption of the escalator on the premise of ensuring that the performance of the cascade structure meets the prescribed requirements. It is of great significance to save aluminum alloy resources and improve economic benefits. Based on the research project of composite material exploration and application in an elevator enterprise in Jiangsu province, according to the characteristics of fiber reinforced composite material, light weight and high strength, combined with the structural characteristics of escalator step itself, a composite escalator step was designed in this paper. Then according to the requirements of GB 16899-2011 "Safety Code for the manufacture and installation of escalators and automatic sidewalks", the static and dynamic load experiments are simulated. To explore the feasibility of glass fiber reinforced composites (GFRP) used in escalator steps to achieve lightweight. The main research work of this paper is as follows: firstly, taking the integral die casting aluminum alloy escalator as the research object, according to the characteristics of the glass fiber reinforced composite material with light weight and high strength, combined with the structure characteristics of the escalator ladder, A composite escalator step was designed. According to the static load test requirements of the escalator ladder national standard, the static load test simulation was carried out on it and the integral die cast aluminum alloy escalator ladder respectively. The displacement cloud diagram and equivalent stress cloud diagram of two kinds of materials are obtained and compared. Secondly, according to the requirements of the dynamic load experiment of the escalator ladder national standard, the modal analysis, harmonic response analysis and fatigue analysis of the two kinds of material step are carried out, and the first six natural frequencies and modes of the two material steps are obtained. The displacement response cloud diagram, displacement response curve, fatigue life cloud diagram and fatigue safety factor cloud diagram are analyzed and compared. Finally, according to the simulation results of static load and dynamic load of two kinds of material step, the topology optimization design of glass fiber reinforced composite escalator ladder is carried out. The experimental results of static and dynamic loading can further reduce the quality of the escalator under the condition of satisfying the requirements of the national standard of escalator ladder and not lower than the static and dynamic load test performance of the monolithic die casting aluminum alloy escalator. The analysis and research work in this paper provides a certain reference for the exploration and application of light and high strength fiber reinforced composites in escalator steps.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH236;TB33

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本文編號(hào)：2025113