自动扶梯桁架结构的有限元分析

图 ４ 中间支撑的处理
下 三 端 面 的支 反力 ，此 计 算 中 上 端 面 的
中国 电梯 网 ｈｔ ：ｗ ｔ ／ ￣ ｃ ｉ ｌ ．ｅ ｐ／ ｈｎ ｉ ｎ ｔ ａｆ ｔ
《 电棉工业 》 Ｉ ２９
则 乘 客载 荷 为 国标 乘 客 载 荷 Ｐ （／ Ｎ
Ｉ） ｎ
乘
以
投
影
面
积 Ａ（。 ： ｍ）
Ａｎ ｌｓｓ ｓ ｓｅ ａｙ ｉ ｙ ｔｍ ｌ Ａｖ ｒｇ ｅ ｅａｅ ７５ ０ ２ Ｅ＋ ２ ４３ ０ ２ Ｅ＋ ２ １１ ０ ２ 芒＋ ２ ８０ ０ ２ Ｅ＋ ２
一
软件中直接 反映出分 段处螺栓 的受力情 况．相 对于传统 的克列毛纳应力 图或单
的 用 梁 单 元 方 式 计 算 ， 具有 更 高 的计
Ｍａ ｘ＝ ２．２ Ｅ— ７ ５ 内２
基础教程 ，陕西：西安电子科技大学出版社
图７
支 反 力 为：５ Ｋ；中 间支 撑 的支 反 力 为： ７Ｎ １２ Ｎ ５ Ｋ ；下 端 面 的 支 反 力 为 ：６ Ｋ 。 ７Ｎ
此扶梯载荷承载面积为：
＝１ ０ ４ ８ ０ ５ ２ ． ９ （ ． ０ ×２ ． ８ ＝ ８ １ ７ ｍ）
桁 架 有 限 元 计 算 输 出 的 结 构 最 大 应
力为 １２７Ｍａ ８ ． ８ ｐ ，如 下 图 ６ ：
桁 架 有 限元 计 算 输 出 的分 段 连 接 处 螺 栓 的 最 大 应 力 为 ２ ２ ５ ｐ ， 如 下 图 ７ ．Ｍ ａ
图 ３ 均布载荷
７：
１ 、Fra Baidu bibliotek度与挠度分析
图 ６ 整 体 应 力 分 布 云 图
Ｃｏ ｔ ｕ ｏ ｎ ｏ Ｐｌｔ ｒ
四 、结 论
通 过 有 限 元 软件 用板 单元 和 粱 单 元 混 合 的方 式 对 扶 梯 桁 架 进 行 计 算 ，能 在
Ｅｅ ｎ Ｓｒｓ ｅ ２ ｌｍｅｔ ｔｅｓ ｓ（Ｏ＆３ ） ｏ Ｍｉｅ ｘ Ｄ（ ｎ ｓ ｓ Ｍａ１ ｖ
图 ２ 均 布 载 荷
度 ， 中 间支 撑 处 约 束 其 一 个 自 由度 。值 得 一 提 的是 经 对 比 中 间 支 撑 的 位 置 用 钢 性梁进行模拟较为符合 实际，详见 图 ４
三 、计 算 结 果 与分 析
桁 架 有 限元 计 算 输 出 的最 大 位 移 为
１． ４ｍ 如 下 图 ５ ２ ５ｒ ， ａ ：
扶 梯 最 大 应 力 为 １ ２ ７Ｍ ａ ８ ． ８ ｐ ，扶 梯 材 料 为 Ｑ３Ｂ ２ ５，其 屈 服 强 度 为 ２ ５ ｐ ， ３Ｍａ 极 限 强 度 为 ４ ０ ｐ ，安 全 系 数 为 ： ０Ｍａ
ｓ — ： ： １ ２７ ８ ．５ ２．１ ８
从 Ｑ ３ Ｂ的材 料 特 性 来 说 ，最 大 应 ２５
本 次计 算 工 程 分 析 的扶 梯 分 段 位 置 螺 栓 的最 大 应 力 为 ２２ ５ ｐ ．而 该 扶 梯 ７ ．Ｍ ａ 分 段 处 所 用 的 螺 栓 为 ｌ． Ｏ ９级 螺 栓 ，破
断 应 力 为 １４￣ ａ ００Ｐ． 安鲧 一
≈ ３． ８２
从 材料 特 性 来 说 ， 螺 栓 是 安全 的 。 该
体均布载荷数据见表 ２ ，加 载 见 图 ２ ：
集 中载 荷 主 要有 驱 动 机 、 控 制 柜 、 扶 手 带 驱 动 等 的 重 量 ，根 据 实 际加 载 在
相 应 部 位 的 节 点 。 举 例 加 载 情 况 见 图
３：
４ 约 束 处 理 、
桁 架 结 构 上 支 撑 端 约 束 其 两 个 平 移 自由度 ， 下 支 撑 端 约 束 其 三 个 平 移 自由
力 只 要 不大 于材 料 的 屈 服 强 度 那 就 是 安
全 的 ， 因此 桁 架 是 安 全 的 。 自动 扶 梯 包 括乘 客载 重 是 靠桁 架 两 端 部 搭 接 在 两 个 层 面 楼 板 来 支 承 的 ，楼 板 处承 受 的 集 中 载 荷 由钢 筋 及 钢 梁 等 加 强 。在 有 限元 软件 中 可 直 接 计 算 出上 中
本 工程 桁架所 用 材料 为 Ｑ３Ｂ ２ ５，各
参 数 如 下表 １ 示 ： 所
３ 载 荷处 理 、
自动 扶 梯 桁 架 结 构 计 算 中 的乘 客 载
荷 以梯 级 水 平投 影 面 积 为 基 准 的载 荷 ，
国标 乘 客 载 荷 为 ５ ０Ｎ ｍ 。扶 手 带 、梯 ００／ 级 及 外 装 饰 等 重 量 则 根据 具 体 梯 种 进 行 计 算 并 转 化 成 线 载 荷 加 载 到桁 架 上 。具
Ｐ ＝ ０ ０Ｘ２ ． ９ ＝ ４ ９ ５ （） Ａ ５ ０ ８ １ ７ １ ０ ８ Ｎ
所 以乘 客载 荷 引起 的挠度 为：
１ ０ ８ ４ ９５
２４ ． ５ 、
６ ・ ４
实测挠度 为 ６ｍ ｍ ，所 以计 算 与 实 测
值相 当吻合 ，验证 了该计算的可靠性。
根 据 Ｅ １５ １ ０８规 定 ： 自动 扶 梯 ， Ｎ １— ２ ０ 以乘 客 重 量 为 基 础 计 算 或 测 得 的 最 大挠
５Ｂ ０ １ Ｅ＋ ２ ２１ Ｅ＋ ２ ６ ０
算 精 度 ， 且计 算 结果 更 为 可 靠 。
１ ２ ０１ ４ Ｅ＋
１ ５ ０１ ２ Ｅ＋ １ ７ ０１ ０ Ｅ＋ ８ ７ ０１ ６ Ｅ
参考 文 献
［ ］朱 昌 明主 编 ．电梯 与 自动 扶 梯 ．上 １ 海 交 通 大 学 出版 社 ． １９ ９５ ［］ Ｌ ｇｎ ．．（０ ３ ，有 限 元 方 法 ２ ｏ ａ ，Ｄ Ｌ ２ ０ ）
图 ５ 总位 移分布 云图
度 不 得 超 过 两 支 点之 间 距 离 的 １７ ｏ ／５。 对 于 此 扶 梯 ， 允 许 挠 度 为 ６ ４ １ ００ ．／５０＝ １ ２ ４ ＜ ／ ５ ，所 以挠 度 满 足 要 求 。 ／ ３ ３ １７ ０
２ 、桁 架 连 接 螺栓 强度 分 析