电梯的机械结构论文提纲

论文题目：高速电梯轿厢结构及气动性优化设计

摘要：随着高楼大厦的广泛兴建,电梯作为一种快捷方便的运输工具应运而生,高速、智能、平稳、舒适已成为现代电梯的标志特征。在城市的高层商用大厦、居民楼、车站和大型商场等建筑物中,功能完善、形式各样的现代电梯作为一种不可或缺的垂直运输工具得到了广泛的应用。但是,随着现代电梯速度不断提升,载重量不断增加,体积不断加大,电梯的性能要求越来越高,在垂直升降过程中,难免引发许多的空气动力学问题,例如电梯轿厢外壁特别是顶部和底部会受到空气阻力影响,电梯垂直起降过程中的牵引和摩擦噪声,还有电梯的随机振动等,这些问题会降低乘客乘坐电梯的舒适度,潜在着不小的安全隐患。本文分析了高速电梯垂直升降过程中,轿厢外形参数变化引起的电梯气动性指标的变化,在改进导流罩外形的基础上,建立了不同种类的轿厢结构模型,研究了不同类型的高速电梯轿厢结构的压力、稳定性、阻力、振动等气动特性,建立了优化模型,提出了基于差异的多目标进化算法,采用不同的迭代次数和限定边界条件,对模型进行模拟优化计算,得出了比较合理的电梯轿厢结构优化数学模型,然后采用了实际应用过程中的不同的运行速度和参数比,对模型模拟计算获取的结果进行了综合分析和评判。本文研究目的为:国内目前的高速电梯振动大,噪声大,气动性研究欠缺,轿厢结构不够合理,多数厂家为了降低成本,不愿投入过多的资金来研究。本文主要解决国内厂家生产的高速电梯舒适性问题,减轻气流对轿厢内乘客的影响,为尽快实现电梯生产国产化,生产出自主的高速、智能、平稳、舒适的电梯,优化电梯轿厢的机械结构具有非常重要的研究价值和参考意义。本文的详细研究内容如下:介绍了现代电梯发展的广阔前景和趋势,详细介绍了国内外在电梯轿厢结构、气动特性等方面的研究成果和现状,提出了将轿厢结构进行优化的方法用于提高电梯气动性的研究方案,并详细阐述了本文的研究思路和框架。分析了电梯在运行过程中轿厢结构的气动特性,建立了电梯轿厢模型,提出了模型简化处理与边界条件确定的方法。研究了气动力、速度和间距等对电梯运行过程中的的影响,并对轿厢的导流罩形态进行了量化和模拟计算,分析了轿厢结构表面,主要是导流罩上压力的分布情况,研究了结构参数的变化对轿厢气动阻力和侧面压力的影响情况。研究成果为:在分析电梯轿厢结构影响因素的基础上,建立了高速电梯气动优化模型,确定了气动特性参数设计变量和约束条件,并采用了基于改进的差异进化多目标优化算法对高速电梯气动优化数学模型进行了模拟计算,得出了优化结果,并进行了分析和比较。在总结本文研究内容和成果的基础上,展望了今后研究的方向。

关键词：高速电梯;气动特性;优化设计;差异进化多目标

学科专业：机械工程（专业学位）

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 关于电梯轿厢结构气动性优化的国内外研究现状

1.3 本文研究主要内容

1.4 本章小结

第二章 轿厢结构气动特性分析

2.0 电梯介绍

2.1 电梯轿厢模型与边界条件处理

2.1.1 轿厢模型建立

2.1.2 垂直动力学模型的建立

2.1.3 模型边界条件处理

2.1.4 轿厢水平动力学模型的建立

2.2 轿厢垂直上升过程的气动性因素

2.2.1 轿厢气动阻力和侧向压力

2.2.2 轿厢运行速度

2.2.3 电梯轿厢与对重块之间的距离

2.3 加装导流罩的气动特性分析

2.4 本章小结

第三章 高速电梯气动特性优化设计

3.1 引言

3.2 优化模型的建立

3.2.1 优化模型的变量设计

3.2.2 设计变量约束条件

3.2.3 基于电梯轿厢结构气动性优化的模型建立

3.3 基于电梯轿厢结构气动性优化的模型求解

3.3.1 差异进化算法在多目标优化中的基本思路

3.3.2 差异进化算法在多目标优化中的改进

3.4 优化结果分析与比较

3.5 本章小结

第四章 仿真实验

4.1 电梯垂直振动仿真分析

4.1.1 电梯垂直振动的模态分析

4.1.2 电梯垂直振动的瞬态分析

4.1.3 电梯垂直振动的参数优化

4.2 电梯水平振动仿真分析

4.2.1 电梯水平振动的模态分析

4.2.2 电梯水平振动的瞬态分析

4.3 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 全文工作总结

5.2 今后研究方向

参考文献

致谢