發(fā)布時(shí)間：2018-01-06 18:47

  本文關(guān)鍵詞：高速電梯非線性復(fù)合隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)分析　出處：《山東建筑大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：高速電梯由于運(yùn)行速度快,必然會(huì)帶來(lái)振動(dòng)強(qiáng)烈的問(wèn)題,故高速電梯的振動(dòng)響應(yīng)分析在設(shè)計(jì)、制造和安裝的各個(gè)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(shè)計(jì)參數(shù)在制造和安裝過(guò)程中不可避免地存在誤差,以及導(dǎo)軌的不平順度的隨機(jī)特性,導(dǎo)致電梯轎廂的振動(dòng)過(guò)程受隨機(jī)參數(shù)和隨機(jī)激勵(lì)的影響,以至于傳統(tǒng)的確定性結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析方法不能滿足分析要求。另一方面,滾動(dòng)導(dǎo)靴作為電梯導(dǎo)向系統(tǒng)的重要組成部件,其靴襯材料特性以及滾輪與導(dǎo)軌的接觸形式導(dǎo)致其本構(gòu)模型中含有非線性成分。因此,同時(shí)考慮各隨機(jī)性因素,開(kāi)展非線性下的高速電梯復(fù)合隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)分析對(duì)建立更加接近實(shí)際情況的分析方法,從而對(duì)高速電梯的減振進(jìn)行理論指導(dǎo)有重要意義。首先,在考慮系統(tǒng)參數(shù)隨機(jī)性的前提下建立了高速電梯4自由度振動(dòng)模型,基于隨機(jī)攝動(dòng)理論導(dǎo)出加速度響應(yīng)的確定部分與隨機(jī)部分表達(dá)式;通過(guò)求解隨機(jī)響應(yīng)表達(dá)式并比較各參數(shù)隨機(jī)部分系數(shù)推導(dǎo)各隨機(jī)參數(shù)對(duì)加速度響應(yīng)靈敏度表達(dá)式;根據(jù)位移響應(yīng)協(xié)方差矩陣和隨機(jī)參數(shù)協(xié)方差矩陣推導(dǎo)出加速度響應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差特性并進(jìn)行分析。該方法能探明隨機(jī)參數(shù)對(duì)振動(dòng)加速度響應(yīng)的影響規(guī)律,分析出各參數(shù)對(duì)響應(yīng)的影響程度,進(jìn)一步指導(dǎo)理論計(jì)算和實(shí)際工程。其次,針對(duì)導(dǎo)軌的安裝形式以及表面粗糙度,建立了含兩組隨機(jī)參數(shù)控制的導(dǎo)軌不平順度模型;將該模型中的隨機(jī)激勵(lì)融入高速電梯隨機(jī)參數(shù)振動(dòng)系統(tǒng)中,構(gòu)建復(fù)合隨機(jī)振動(dòng)模型;利用正交多項(xiàng)式逼近法求解高速電梯復(fù)合隨機(jī)振動(dòng)均值響應(yīng)以及采用復(fù)化Cotes積分精細(xì)積分方法計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)差;算例中,針對(duì)參數(shù)的變異性和導(dǎo)軌的不平順程度對(duì)其水平振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了分析,從響應(yīng)均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)的角度探究各項(xiàng)隨機(jī)因素對(duì)響應(yīng)的作用機(jī)理。然后,根據(jù)高速電梯滾動(dòng)導(dǎo)靴的材料特性以及與導(dǎo)軌的配合關(guān)系,分析了頂面滾輪和側(cè)面滾輪相對(duì)導(dǎo)軌位移時(shí)恢復(fù)力的非線性成因;采用Hertz接觸理論和Bouc-Wen滯回模型推導(dǎo)位移量與恢復(fù)力之間的非線性關(guān)系,最后聯(lián)合起來(lái)建立滾動(dòng)導(dǎo)靴非線性本構(gòu)模型;根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)證明了其滯回恢模型中的能量損耗對(duì)隨機(jī)恢復(fù)力離散程度的影響。最后,將導(dǎo)軌隨機(jī)激勵(lì)加入到滾動(dòng)導(dǎo)靴非線性本構(gòu)模型中恢復(fù)力—位移關(guān)系方程中,以此作為振動(dòng)微分方程的力項(xiàng),構(gòu)建高速電梯非線性復(fù)合振動(dòng)系統(tǒng)模型;利用Simulink模塊工具包對(duì)含隱式微分動(dòng)力項(xiàng)的非線性微分方程進(jìn)行了數(shù)值求解;采用最小二乘法對(duì)原非線性系統(tǒng)等效后再應(yīng)用復(fù)合隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)分析方法研究響應(yīng)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差;算例中比較了4m/s和7m/s兩種速度下轎廂觀測(cè)點(diǎn)處的加速度A95值,并且對(duì)比實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),驗(yàn)證了所建模型的準(zhǔn)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(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TU857

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本文編號(hào)：1389066