电梯安全钳摩擦温升的数值模拟与试验方法研究

摘要

随着电梯运行速度的不断提高，电梯安全钳在制停过程中的摩擦温升现象开始得到关注，因为高温会使钳块材料制动性能退化而造成危险。然而，目前关于安全钳摩擦温升的相关研究很少，也缺乏试验检测的方法。
　　本文对于电梯安全钳制停过程中的摩擦温升现象进行了研究，利用有限元软件进行了数值模拟，并研究了对于不同速度安全钳的不同试验方法。
　　首先，论文对于摩擦温升现象涉及到的基础理论进行了阐述：包括热传导理论、接触理论和摩擦生热理论等；对安全钳块和导轨间的摩擦行为描述提出了一个新的理论模型，并阐述了模型的实现方法；给出了有限元法对于温度场和热机耦合场的处理过程，为数值模拟建立了理论基础。
　　然后，根据某型号电梯安全钳的实际形状尺寸建立了有限元模型，数值模拟了安全钳的制停过程，分析了摩擦温升的仿真结果，包括制动过程中的最高温升历程和表面温度分布等，并和现有的传热模型分析结果进行比较，同时对最高温升的不同影响因素进行了考察和分析。
　　接着，论文对于目前常用的中低速电梯安全钳的摩擦温升测量设计了一个试验方法并进行了试验，得到了考察点的温升历程，和本文数值模型的模拟结果进行对比，发现考察点的实测温升时间曲线和仿真结果有着较好的吻合度，证明了有限元模型的有效性。
　　最后，针对高速电梯安全钳的摩擦温升研究提出了相应的试验方法，并且研制了一个等效实际工况的试验台，具体阐述了整体试验台结构和主要部件的设计，并根据试验台的试验特点开发了一款安全钳模拟加载装置。
　　本文所提出的理论与仿真模型、试验方法、以及获得的研究结果对于电梯安全钳摩擦温升的研究具有不错的参考价值。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究内容

第二章 摩擦温升分析的理论基础

2.1热传导理论

2.2 接触分析理论

2.3摩擦生热理论

2.4 基于界面和材料剪切强度的摩擦模型

2.5数值计算方法

2.6本章小结

第三章 安全钳制动的有限元建模

3.1 Abaqus软件简介

3.2有限元模型基本假设

3.3三维模型与网格划分

3.4材料参数

3.5ABAQUS模型设定

3.6 本章小结

第四章 摩擦温升仿真结果分析与试验验证

4.1 仿真结果

4.2与传热模型的比较

4.3最高温升影响因素

4.4 验证试验设计

4.5 试验结果与讨论

4.6 本章小结

第五章 高速安全钳摩擦温升试验台研制

5.1研制背景

5.2试验台设计方案概述

5.3试验台参数的计算

5.4主轴与飞轮盘的结构设计

5.5试验台主要部件的强度校核

5.6安全钳模拟装置的研制

5.7本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 全文展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文