第三届中国 CAE 工程分析技术年会论文集 

                                                                               

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自动扶梯桁架的有限元分析 

 

李春雷  杨靖  陈宏义 

 

（广州日立电梯有限公司扶梯开发科，511430） 

 

摘要

摘要

摘要

摘要：

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：介绍扶梯桁架的有限元理论与应用，借助通用有限元软件 ANSYS 对扶梯桁架进行静载分析，研究扶梯

在满载时的力学特性，得到扶梯满载时的挠度、安全系数、桁架连接部强度、支反力等各种计算结果。 

关键词

关键词

关键词

关键词：

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：自动扶梯；有限元；桁架；ANSYS 

 

The Finite Element Analysis of the Escalator’s Truss 

 

Li Chunlei 

Yang Jing   

Chen Hongyi 

 

Abstract:  The  finite  element  theory  and  application  of  escalator’s  truss  is  introduced  and  the  dead  weight  of 

escalator’s truss is analyzed with ANSYS. The escalator’s mechanics characteristic is researched when it is under full 

load.  The  results  of  deflection,  safety  factor,  the  strength  of  the  truss’s  interconnecting  piece  and  the  reaction  of 

supports are obtained. 

Keywords: escalator; the finite element; truss; ANSYS 

 

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1 前言

前言

前言

前言 

  

 

金属桁架是扶梯的承载部件，应具有足够的强度。对扶梯桁架进行力学计算，确保桁架

有足够的刚度、安全系数，是扶梯设计必不可少的工作。传统的计算方法是应用克列毛纳应
力图（Cremona’s force diagram），此方法是根椐桁架图和已知载荷作用力的多边形受力图，即
可读取各部分材料上所承受的载荷，除以各部分材料的截面积即可得到部件材料的拉伸应力
（或压缩应力）

。由于采用这种方法将空间桁架结构简化为平面桁架结构，同时作图有误差，

因而计算结果往往不甚准确。随着电算技术及有限元技术的发展，
使用有限元法对扶梯桁架进行计算，结果更接近于实际情况，其
方法是将扶梯的金属结构杆件作为空间刚架单元处理，在约束处
理中从总体上将金属结构作简支梁处量。 

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2 桁架有限元理论

桁架有限元理论

桁架有限元理论

桁架有限元理论 

  

 

图 1 为扶梯桁架水平部一侧的一段局部示意图，其中（1）、

（4）

为纵梁，

（5）为斜材，（2）为下弦材，（3）为上弦材。为简单起

见，将（1）~（5）分别作为一个单元考虑，1~4 为四个节点。                                                     

图 1.  扶梯桁架局部示意图 

        从这个桁架上，考虑在任意方向上将杆隔离开来，选择单元（5）

。一般来说，需要两个

参考系来描述桁架问题：整体坐标系和局部参考坐标系。选择固定的整体坐标系 XY：①代表
每个节点，使用角度θ记录每个杆（单元）的方向；②根据各自的整体部件应用约束并施加
负荷；③来表示问题的解，即在整体方向上的每个节点的位移。同时需要一个局部的或单元