北京航空航天大学科技成果——用于电梯坠落的嵌
套圆管抗冲击多级能量吸收装置
项目简介
随着经济化的发展和城镇化进程的加快，各大城市高层建筑日益增多的同时也导致电梯数量急剧的增长，但是近年来电梯事故频发严重地影响人们的生命财产安全，常用的电梯防坠落安全装置主要分为三种：
1、防坠安全器，当下降速度达到正常运行速度的1.6倍时，安全器动作锥鼓锁死，靠输出齿轮与齿条制动同时控制电路断电；
2、下限位行程开关和三相极限开关，若由于司机操作不当或制动摩擦片磨损严重，导致电梯墩底时，下限位行程开关和三相极限开关靠下碰铁动作控制电路断电停车；
3、缓冲弹簧座，为使电梯不致硬性墩底，最下面的缓冲弹簧座可有效促使电梯下落时与地面的软接触。
这些措施均是以机构的瞬间锁定的方式来达到在突发情况下缓
冲吸能的目的，同时在较大的坠落速度下电梯的机构锁定能力可能发生失效。此外常用的能量吸收装置通常是在引入缓冲、吸能的设计概念将冲击能量转化为结构的塑性变形能，以此减少在冲击载荷作用对被保护物破坏，保障人们的生命财产安全。
本成果的目的在于针对电梯现有的缓冲装置存在的问题，提出了一种比吸能高、初始峰值载荷低及平均冲击力大的新型嵌套圆管抗冲击多级能量吸收装置。
技术描述
嵌套圆管抗冲击多级能量吸收装置，包括上层面板、中间的嵌套圆管组合夹心层及下层面板。中间的嵌套圆管组合夹心层是由多个不同直径圆管平行并列纵向放置构成的嵌套复合结构。上层面板和下层面板为梯形波纹夹芯板，其中的梯形波纹层沿结构的横向放置，增加结构的横向能量吸收特性。
吸收装置在与地面发生碰撞时，首先与下层面板产生接触，下层面板最先产生塑性变形，同时产生一个较大的初始峰值载荷，此后加速度开始减小，最外层金属圆管产生结构的弹性和塑性变形，外环进入塑性状态后随着挠度的增加，平板受到的载荷增长减缓产生第一个载荷平台。如何初始速度足够大就能够一次触发第二层及第三层等圆管产生塑性变形，并且依次形成相对应的载荷平台，这样碰撞过程中的载荷会多级分层增大。对于三级嵌套圆管组合结构不能达到能量吸收需求的情形，可逐级增加嵌套圆管数目改善结构的吸能特性。
三级嵌套圆管抗冲击能量吸收装置承受冲击载荷时结构变形图
本成果与现有技术相比的有益效果：
1、作为一种高比强度、比刚度、抗冲击的嵌套多级夹芯结构可应用于电梯地板，提高突发情况下乘员的保护能力，同时还可以广泛应用于航空航天、船舶及汽车等工程防护领域。
2、该新型嵌套圆管抗冲击多级能量吸收装置可大大降低承受的初始峰值载荷，通过嵌套圆管设计将结构在冲击条件下的平台力分为多个不同大小的载荷平台，可根据不同的初始速度选择对应的吸能环境，最大化地增大了结构的体积比吸能。
3、中间的嵌套圆管组合结构与上下面板采用的是螺栓连接，这样的优势在于在受到冲击载荷后对于参与能量吸收的圆管可实现快速跟换，而未产生塑性变形的圆管可以继续使用，从而可节省材料实现多次利用。
知识产权
已获国家发明专利。 意向合作方式
技术转让、技术许可、作价投资。
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