乔印虎， 杨杰， 苏国用， 龚建， 王冲

（安徽科技学院机械工程学院，安徽凤阳233100）

高楼逃生装置的从动轴力学分析

乔印虎， 杨杰， 苏国用， 龚建， 王冲

（安徽科技学院机械工程学院，安徽凤阳233100）

从动轴是逃生装置的重要零件。通过有限元分析得出从动轴的受力变形，主要是在轴受力的情况下，对从动轴的受力和动态特性进行分析，达到从动轴轻量化设计的目的，实现了模型结构的优化设计，同时为同类零部件的生产加工提供理论依据。

从动轴；有限元分析；结构优化；轻量优化

0 引言

从动轴是高楼逃生装置的重要部分，从动轴的结构设计是否合理直接影响了该装置的减速性能和质量的轻重。高楼逃生装置的设计原则是用最短的时间，使更多的人安全地离开事发现场。这种高楼逃生装置，摒弃了现有的结构原理复杂、操作繁琐、安全性较差、生产成本较高、部分产品还需要电力驱动和逃生人员控制下降（使用局限性大）等缺点［1］，本设计采用负反馈闭环系统原理［2］，纯机械化设计，利用逃生人员自重实现自减速功能，其体积较小、质量轻和无需人操作，能满足不同群体的需求。该装置的结构图如图1。

图1 高楼逃生装置总体机械结构

图2 从动轴实体模型

1 从动轴模态分析理论

描述结构动力学特征的基本力学变量和方程与静力问题类似，但所有的变量都是时间的函数。

1.1 基本变量

三大类变量ui（ξ，t）、εij（ξ，t）和σij（ξ，t）是坐标位置ξ（x，y，t）和时间t的函数，一般将其记为ui（t）εij（t）σij（t）。

1.2 虚功原理

基……