为了研究高速电梯轿厢的气动外形设计对气动噪声的影响,采用Transition k-kl-omega模型分析了3种轿厢外形与气动噪声的关系,研究了高速电梯轿厢及其上下两端分别安装锥形整流罩和拱形整流罩时,轿厢周围流场与气动噪声特性以及整流罩对轿厢气动噪声的影响。利用Fluent软件对轿厢高速运行产生的流场进行了仿真,获得了轿厢表面的空气流速和静压力。仿真结果表明拱形整流罩相比于锥形整流罩气动性能好,风噪消减效果更显著,同时,给出了整流罩拱顶高度的优化值,为高速电梯整流罩的设计提供了有益参考。

介绍了如何通过控制液压主动导靴来降低高速电梯的水平振动。通过采用Aduc7026为核心控制芯片,设计了硬件控制方案,其中包括数据采集、串口通信等各硬件控制模块,并给出了其软件控制流程图。通过Labview软件,建立了简易实用的上位机图形用户界面。

为了改善和提高电梯的气动特性和运行稳定性,基于SST k-ω湍流模型对电梯进行空气流体仿真,计算气动阻力、侧翻力矩、俯仰力矩,分析实验数据变化趋势。通过最小二乘拟合,建立电梯气动特性的一元数值模型。根据正交实验结果与一元数值模型,基于MATLAB回归分析,建立电梯气动特性的多元数值模型,并以此作为目标函数,以气动阻力、侧翻力矩和俯仰力矩最小作为优化目标,基于遗传算法进行电梯气动特性的多目标优化,仿真验证优化后电梯气动特性得到较大改善,为电梯气动特性的改善提供了一定的参考价值和意义。

针对高速电梯动态运行过程中的气动力学问题,对电梯的动态运行特性及井道结构进行了研究及优化。以高速及超高速电梯的动态运行过程为分析对象,采用弹性光顺结合网格重构方法完成了动态网格生成,模拟计算了电梯动态运行过程中复杂的湍流气动特性,重点给出了动态运行过程中产生气动阻力的规律;以轿厢阻力、流场压强等为优化参数,进行了井道结构的优化设计;通过建立不同的井道结构计算模型,分析了不同阻塞比、开口比等参数对轿厢动态运行特性的影响规律。研究结果表明:加速过程结束时电梯轿厢所受空气阻力最大,阻塞比每提高10%,可增加3倍的轿厢阻力;在实际安装时开口比宜取0.25及以上。

针对采用传统滚动导靴(含弹簧与橡胶阻尼)存在着振动抑制能力有限的问题、采用主动控制滚动导靴的控制复杂与高成本的问题,提出一种液压阻尼被动控制的滚动导靴减振方法,在满足高速电梯的减振需求的同时又能大幅度降低振动控制的成本。首先对高速电梯水平振动的原因以及振动评价标准进行分析;通过一种液压作动器 + 液压阻尼代替传统的减振弹簧和橡胶阻尼,形成一种新型的弹簧–阻尼系统,进而起到对电梯横向振动进行减振的作用;建立传统滚动导靴模型为对照组,进行AMESim仿真,探究液压被动导靴的性能。最终得到,本文设计的液压被动导靴在减振方面已达到优等品。

CFD技术在电梯井道流场仿真中有广泛的应用,尤其多用于研究高速电梯运行过程中的运动稳定性。目前国内外电梯仿真模型多简化为无框架轿厢,因为结构简单容易仿真,但是简化为无框架模型对仿真结果的影响,尤其是气动特性的影响还需研究。通过采用CFD数值计算模拟方法,针对某电梯公司开发的6 m/s单井道高速电梯样梯,分别建立了三维有框架轿厢-对重仿真模型和三维无框架轿厢-对重仿真模型进行模拟对比。通过分析两种模型中电梯运动过程的气动特性发现,有框架的模型与无框架模型在气动特性上区别较小。

为了分析电梯桥厢的振动规律,以高速电梯提升系统作为研究对象,利用Hamilton原理建立纵向振动方程,采用Galerkin方法对振动方程进行离散化处理.首先,将某高速电梯实际运行状态作为输入参数,获得桥厢的纵向振动响应;然后,通过机械系统动力学自动分析(ADAMS)建模仿真进行验证.结果表明基于柔性体弹性变形理论建立的提升系统,其纵向振动模型可靠性较高,可较好地反映轿厢的振动特性;电梯提升过程中,轿厢的纵向振动响应越来越大;同等条件下,空载提升的桥厢纵向振动响应比满载提升强烈.

针对高速电梯的补偿钢丝绳在电梯正常工作时存在一定的抖动和在紧急工况能够产生巨大的冲击力等特点，设计了一套液压系统控制的补偿钢丝绳张紧装置。利用AMESim仿真分析了两种工况下的系统响应，结果表明采用该液压系统控制的张紧装置，在发生紧急工况时可以快速输出足够的力来阻止钢丝绳的上跳，以保证电梯的安全；在正常运行时液压系统的阻尼作用也有效降低了钢丝绳的晃动，提高了电梯的平稳性。