随着中国城市化进程加快、人们生活水平的提高以及高层建筑的增加,高速电梯在人们的生活、工作中日益发挥着重要作用。功能性、安全性和舒适性是电梯品质的三大要素,电梯的振动是影响其舒适性最主要的因素。目前,国内外电梯在功能性和安全性等方面的技术已经日臻完善,而舒适性要求却成为制约电梯发展的瓶颈。长期以来,国内电梯整机的设计方法主要是以常规的静态设计为主,动态仿真技术研究也只局限于电梯某一部件或某一功能,还没有应用于高速电梯整机系统设计研究。本文以广东台日电梯有限公司的“4 .0m/s高速电梯系统开发研究”项目为背景,针对高速电梯系统结构设计及动态特性分析研究现状,将层次分析法与虚拟样机技术引入到高速电梯系统整机设计与分析中,为电梯设计开发流程提供了可视化的手段。论文主要研究工作包括:1.针对实际工程中井道过于狭窄,不便于电梯整机设计布局的问题,将层次分析法与模糊偏好法引入到高速电梯整机系统设计方案评估中,对高速电梯系统整机结构设计方案及井道空间布局方案进行评估与优选,最后确定将轿架与轿厢成45°倾斜放置。2.针对高速电梯系统零件繁多及轿厢、轿架结构非标准化的特点,采用三维设计软件Pro/E代替二维设计软件AutoCAD进行三维建模及二维零件图纸设计,保证了复杂零件参数化的稳定性、正确性和通用性,实现了物理样机建模的快速性与简便性。3.针对钢丝绳的变刚度及其力学难以模拟的问题,研究了在ADAMS环境中对钢丝绳进行建模的方法,采用轴套力建模方法将钢丝绳离散化为很多段圆柱体,在相邻两段圆柱体间添加轴套力来模拟钢丝绳的力学性能。4.基于虚拟样机技术,以ADAMS软件为平台,通过MECH/Pro将在三维造型软件Pro/E中建立的高速电梯系统部分模型导入到ADAMS中,并将钢丝绳模型与电梯模型进行装配,对各个部件施加相应的约束和载荷,建立起高速电梯整机系统虚拟样机模型。5.采用理论分析与计算机仿真相结合的方法,对高速电梯整机系统动力学建模与分析、动力学参数优化等方面进行了系统研究;对样机的水平振动与垂直振动进行了仿真分析,实现了高速电梯在加速起动、匀速运行及减速制动过程中的动态特性仿真,为高速电梯系统的设计提供了依据。分析结果表明:本文建立的高速电梯虚拟样机模型和设置的仿真参数正确,仿真分析结果与实际工况基本相符,较真实地反映了高速电梯系统的动态特性。本文研究成果为高速电梯整机系统分析与设计提供了有效的途径。