高楼逃生器仿真优化设计

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随着建筑物高度的不断攀升,其安全隐患也越来越显著。一旦高楼发生火灾、或爆炸等突发性事故,因时间、空间等诸多因素的限制,被困人员往往难以在第一时间获得救援,此时,被困人员如何进行自救逃生,就成了一个急待解决的问题。因此,设计一种能让高楼被困人员进行自救逃生的装置,具有非常重要的社会价值。本文基于高楼火灾救援的现状,设计了一种新型的高楼逃生器,并对其进行了运动仿真分析及参数优化,具体研究工作如下:(1)在对高楼缓降装置的国内外研究进行概述的基础上,综合分析了目前市面上已有的高楼逃生装备的工作原理及结构特点,提出了一种利用摩擦阻尼和流体阻尼相结合来共同减速缓降的方案。在此方案的基础上利用UG软件,建立了逃生器传动系统各零部件的3D模型和整机装配模型。(2)将高楼逃生器三维装配模型导入ADAMS软件中,建立其运动仿真模型并进行仿真试验。仿真结果显示,人体的稳定缓降速度与理论计算的结果基本相符,证实了理论计算的正确性。(3)以逃生器离心摩擦机构的体积为优化目标,分析其体积的影响因素和优化设计的约束条件,建立其参数优化的数学模型。然后采用遗传算法原理,利用MATLAB遗传算法与直接搜索工具箱对模型进行求解,得到模型的最优参数。经优化后,逃生器离心摩擦机构的体积减小为优化前的38.9%,在提高其性能的同时,节省了大量的材料。本文设计的高楼逃生器采用摩擦阻尼和流体阻尼相结合来共同减速缓降的方案,具有高安全性、和较好的平稳性。对于高楼逃生装置的研究,具有较好的指导作用。
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