文档介绍：电梯被动安全系统的设计方法探讨
摘要本文针对电梯被动安全系统，提岀了一种常规方法和数值仿真相结合的设计方法。采用非线性显式有限元仿真技术分析研究保护装置、乘员、电梯的耦合作用下的人机安全性，同时根据不同产品的功能要求，电梯事故特点，以事故环境中乘员损伤或结构响应为参考依据，设计电梯被动安全系统，并通过计算分析，对该方法的优越性和可行性做了验证。
关键词电梯设计；被动安全性；数值仿真
中图分类号：TU857文献标识码：A文章编号：1671—7597 (2013) 031-027-01
以人机安全中的概念作为依据，电梯安全系统基本上可分为主动和被动两种形式。所谓主动安全系统，是指在在安全事故发生之前就采取防范措施，从而降低了事故的发率；然而被动式安全系统则是指事故发生后，最大程度的降低事故产生的损伤。就目前而言，电梯安全研究多以防范为主，也就是主动安全性能的研究。很少研究电梯被动安全系统，尤其是电梯中机械安全装置设计方法的分析和研究较为落后。
实际上，在大多数电梯安全事故中，特备是坠落事故中常常会设计较多的非线性因素，用常规方法往往不能够满足设计的精度要求，而且还要不断的进行实验和修改，浪费严重。鉴于此，文章中提岀的在电梯安全设计中引进数值仿真方法，全面考虑安全装置、电梯、人的耦合中，将真实的危险情况用有限元法逼真的再现，对系统加载环境的真实情况作岀模
拟，让电梯被动安全系统设计和逼真的事故环境中更加贴近。
1电梯常规被动安全系统设计

为了能够确保电梯运行中的安全，降低事故发生后人员伤亡发生率。在设计电梯被动安全系统中，最关键的因素是电梯内安全装置和电梯的匹配性。但是受到电梯用料和加工等因素的限制，电梯改动的本身较为有限, 电梯安全保护装置是设计的重点。机械安全装置主要有缓冲器、安全钳、限速器等。安全钳和限速器的作用是防止电梯发生坠落，其作用是在轨道上将轿厢强行制停，限速器和安全钳的是通过两者之间的相互联合进行作用的。当电梯轿厢出现超速时，限速器则会将安全钳启动，在这个过程中, 在轿厢架上装置的安全钳则和轨道接触，从而形成一种制动摩擦力，减小轿厢的运行速度。在井道坑底安装的缓冲器与电梯轿厢之间的缓冲板形成正对的位置，以此产生缓冲作用，降低轿厢在电梯坠落时受到的冲击力。
1. 2常规设计方法分析
在电梯的设计中，不用型号的电梯所选择的各种相关参数也是存在差异的。其中缓冲器的关键参数是电梯的缓冲刚度，安全钳的关键参数是制动力。常规设计的核心是以安全保障为前提条件，然后最大限度的降低轿厢速减速度。国家相关规定表明：轿厢在装有额定重量时自由下落，渐进式安全钳装置动作的平均减速度需控制在0. 2 g-1. 0 g；当轿厢在装有额
定重量时自由下落和缓冲器发生撞击时，在缓冲器作用下，平均减速度不可以超过1 g,减速度大于2. 5 so
参照能量守恒定律，缓冲器将会在压缩过程中把轿厢的能量全部吸收，即
式中：w是轿厢自重和额定载重量；S是轿厢下落的距离；V表示电梯的运行速度；弹簧刚度K=P/S ；弹簧最大压缩力，a表示最大缓冲减速度。那么也可以根据减速度要求的制停距离，利用能量守恒定律求出安全钳制动力。
然而，采用以上计算方