作文一:《大摆锤随想》1300字
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大摆锤随想
周六公司厂庆组织大家去了趟观澜山水田园游玩。其中有个大摆锤的游乐项目最为引人关注。只见一大群人坐在大摆锤的椅子上,被安全护套固定好了以后,巨大的摆擘开始在像荡秋千一般来回地摆动,速度越来越快,摆动的幅度越来越大,上升的高度也越来越高。随着巨大摆擘的来回挥舞,尖叫声、嘶吼声不绝于耳。大多数人都紧闭双眼,死死地抱着黑色的安全护套,脸色发青的扭曲着,痛苦的忍受着失重带来的恐惧,世界的末日仿佛已经来临,恨不得此时的大摆锤能够立刻停止下来。又或者是恨不得能够回到刚才还未坐上这个给自已带来如此恐惧的东西的时候,要知道有如此煎熬,就不应上来了。而此时的我,却是极其的享受着小鸟飞翔般的惬意,呼啸凛厉的风扬起自已伸展开来的四肢,急速地俯冲有如掠过波涛汹涌的海面,而后又急速地攀升有如雄鹰展翅般插向蓝天。任何语言都无法描绘此时这种奇妙的感觉,也是我第一次玩这种高空类项目时所没能够体会到的一种心境。记得第一次玩这种游乐项目时,从在开始排队起,就一直忐忑不安的望着高空中的人们被甩过来甩过去。坐上去了以后更是感到了莫名的恐惧,随着机器速度的不断加快,高度不断地攀升,重心突然的下坠,整个人仿佛要被机器从高空中抛出去了一般,竭斯里底的斯叫着,无名的恐惧让我紧紧地搂住护套。而后来渐渐地放开了以后,心中不再有恐惧,有的只是一种享受的时候,越来越觉得自已的胆子大了起来,心中不断地憧憬着自已能往更高的地方飞去,翱翔于蓝天白云间。此时似乎也想明白了一个道理,我们的生活、学习、思维都需要一定的空间,有的空间需要我们保持,有的空间需要我们打破,有的空间需要我们拓展,有的空间需要我们开创,而有的空间则更需要我们有一种超脱洒然的心境。
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作文二:《大摆锤自检报告》2900字
大摆锤自检报告
:自检 大摆 报告 自检自查报告范文 电梯自检报告填写范本 2016电梯自检报告
篇一:大摆锤动力学分析报告
大摆锤是常见的游乐设施,通过整体结构分析,得到大摆锤的整体及各个部件的结构应力。然而大摆锤的很多工况是不能简化成静力学的,需有动力学解之。
模态分析是动力学分析的基础,大摆锤的悬臂按照一定周期摆动,需对大摆锤的整体结构进行模态分析,这样在产品设计之前可以预先避免可能引发的共振。
大摆锤的立柱是受压缩的细长杆件,当作用的载荷达到或超过一定限度时就会屈曲失稳,除了要考虑强度问题外,还要考虑屈曲的稳定性问题。
对大摆锤整体结构强进行动力学评价与分析,分别计算大摆锤转盘在满载和偏载工况下,大摆锤悬臂摆动,对整个结构的影响;以及悬臂的摆角在120?、90?和45?时立柱的结构应力;大摆锤立柱的屈曲分析;悬臂驱动制动分析;整体结构的模态分析。为顺利安全的生产运行提供数据支持。
2 主要工作内容
(1)建立整体的动力学分析模型,计算满载和偏载工况下,立柱的受力情况;
(2)计算大摆锤悬臂摆角在120?、90?和45?时立柱的结构应力强度;
(3)悬臂驱动制动分析,以及驱动制动对立柱的影响;
(4)大摆锤整体的模态分析;
(5)大摆锤立柱的屈曲分析。
3 大摆锤的刚体动力学分析
3.1 材料参数
整体结构材料:Q235钢。材料力学参量为:材料密度为 ?=7.85 t/m3。
3.2 几何模型
使用通用结构分析软件ANSYS Workbench
Environment(AWE)14.0多物理场协同CAE仿真软件,对大摆锤的整体进行建模,分别建立立柱、悬臂、大转盘建,并在软件中进行装配,如图3所示。
(a)大摆锤整体结构 (b)转盘局部结构
(c) 大摆锤悬臂
图2 大摆锤整体装配模型 (d)大摆锤立柱
3.3 载荷与约束
立柱的底板固定在地方面,因此在立柱底板与地面之间,施加固定(Fixed)约束,模拟底板与地面之间的紧固连接。
在重力作用下,悬臂绕转筒中心轴转动,在悬臂的横臂的内表面和立柱固定筒之间,施加旋转幅(Revolute),模拟悬臂绕横梁
转动。
在悬臂摆动的过程中,大转盘同时绕着悬臂的中轴线转动,转动的角速度为1.07rad/s。悬臂与大转盘之间,施加旋转幅(Revolute),模拟大转盘绕悬臂
的转动。
悬臂在整个摆动周期内,受到地球重力的作用,做周期性的摆动,施加标准的重力加速度,方向为,的负向。
载荷与约束如图5所示。
(a)整体的载荷与约束 (b) 转盘施加1.07rad/s的角速度
图3 大转盘载荷与约束示意图
3.4 刚体动力学分析结果
使用通用结构分析软件ANSYS Workbench
Environment(AWE)14.0中的刚体动力学分析模块Rigid Dynamics,对大摆锤进行动力学分析。
为了模拟满载和偏载对立柱的影响,分两种工况对大摆锤进行分析。设定分析时间为20s。
工况1:满载时,大摆锤的动力学响应;
工况2:偏载时,大摆锤的动力学响应。
为了模拟启动制动对立柱的影响,模拟启动制动分析,启动制动时间为0.5s,角速度变化为0.13r/s。设定完成后,对启动制动进行动力学分析。
3.4.1 工况1:满载时,大摆锤的动力学响应
在满载工况下,大摆锤的悬臂和转盘,在重力作用下,绕转筒做左右摆动,整个摆动过程如图4所示。箭头表示立柱上部受到悬臂摆动过程中的反作用力。
(a) 大摆锤运动状态1 (b)大摆锤运动状态
2
(c)大摆锤运动状态3 (d)大摆锤运动状态
4
(e)大摆锤运动状态5 (f)大摆锤运动状态6
图4 工况1大摆锤动力学分析中摆动状态图
悬臂在摆动过程中,立柱受到悬臂的反作用力,三个方向的反作用力及总的反作用力如图5(a)所示,悬臂受到总的反作用力最大为658.55KN,总的反作用力最大值与Y向反作用力的最大值重合,表明大摆锤运动到底部时,受
到的反作用力主要由Y向反作用力提供,大摆锤运动到底部时,受到的载荷最大。Z向的反作用力最大为0.000386KN,由于为满载,Z向始终保持平衡,反作用力几乎为零。具体数据见附表1。
(a)立柱反作用力的载荷时间曲线
(b)立柱受到Z向反作用力的载荷时间曲线
图5 工况1立柱受到悬臂的反作用力曲线图
3.4.2 工况2:偏载时,大摆锤的动力学响应
在偏载工况下,大摆锤的悬臂和转盘,在重力作用下,绕转筒做左右摆动,整个摆动过程如图6所示。箭头表示立柱上部受到
悬臂摆动过程中,反作用力的大小。
篇二:福州贵安设备现场验收整改问题
福州贵安设备现场验收问题汇总
一、悬挂式过山车
二、超级大摆锤
三、快乐飞侠
四、霹雳摇滚
五、翻江倒海
六、海盗船
七、自旋滑车
注:以上整改工作请各部门按整改周期要求交质检部,由质检部进行最终汇总上报中国特检院。
整改项目中涉及到用户资料更新替换的部分,请各部门作好相关替换工作。
质检部 2013-8-8
篇三:水公园项目考察报告
水上乐园考察报告
为了增加对水上乐园项目的定位、运营的认识和理解,为贵州乐华城整体规划、招商及运营提供有益参考,在付总的安排下,2015年11月7日—8日,2015年11月14日—15日我们利用周末时间分别考察了贵州万山欢乐世界、金奇谷亲子水上乐园、凯里民族风情园、乌当水上乐园、修文桃园水上乐园、金沙水上乐
园、毕节小河水上乐园、毕节夜郎西游乐园、凯里新游乐园9个项目。现将考察情况汇报如下:
一、项目具体情况:
项目一:贵州万山欢乐世界
区位:铜仁市万山区,离贵阳市360km。
总体规划面积:1496亩。其中一期陆地公园占地250亩(含23亩的商业建筑,22亩的停车场),一期水公园占地173亩(含22亩的商业建筑,50亩的停车场),二期、三期规划占地634亩,四期规划占地365亩,其中冒险乐园占地235亩,商业占地52亩,主题酒店占地37亩,大马戏占地15亩,停车场占地24亩。
计划总投资:14亿。
项目包含:陆地公园、水上乐园、冒险王国、田园农庄,分水系类、冒险类、家庭类等类别。 配套项目:停车场、商业、主题酒店
项目现状:刚开始建设中
项目图片:
演艺中心施工现状
公园项目地
万山欢乐世界四期规划图
水公园效
果图
区域效果图
项目二: 金奇谷亲子乐园
区位: 镇远县清溪镇的金启谷产业园,距贵阳市300km。
占地面积:400亩。
首期总投资:3.3亿。
项目类型:以优质酿酒葡萄苗木种植、金奇谷酒品牌文化传播、绩曲酒文化交流、贵州绩曲酒学院、绩曲酒主题休闲旅游等产业集群,是一个集绩曲酒农业、商业、工业为一体的农、文、商、旅产业综合体。
游乐项目:儿童水寨、百鸟归巢、彩虹滑道、螺旋滑道、峡谷冲浪五大项目。 项目现状:2015年4月份已开始运营
票价:详见后附图片
项目图:
作文三:《流星锤又名大摆锤》400字
大摆锤又名流星锤,是目前国际上流行的新型游乐项目。该设备造型美观,结构科学,气势磅礴。游客乘坐在高速旋转的摆锤上往复摆荡,令人目眩神迷,惊心动魄;游客往往情不自禁的发出惊呼与欢笑,极大的提高了整个游乐场欢乐气氛,使许多游客留恋忘返,不愿离开。摆锤整体摆动,连带锤体旋转360?。最高摆起角度90?~并同时旋转~
数十名游人背朝主力臂围坐在圆形的座舱上,一声铃响,主力臂开始摆动,圆盘也随之旋转,
此时记者明白了“大摆锤”名字的由来:左右摇摆的主力臂挂着一个大圆盘,活像一个摆动的锤子。随着主力臂摆动幅度加大,圆盘上不时传出阵阵尖叫。大约4分钟后,设备停了下来,记者询问了刚走下“大摆锤”的一位游客,她告诉记者:“又怕又爱,想再玩一次又心有余悸,总之很爽。”
见从“大摆锤”上走下的游客都兴致勃勃地讨论乘坐感受,记者决定亲自感受一番,原本还有些心情紧张,当坐上圆盘形座舱后,紧张感突然减少了很多,因为座舱无论从贴背感还是包裹度都让人放心。当主力臂快速摆动后,阵阵凉风迎面扑来,心情也跟着舒畅起来,整个玩乐过程中,只有主力臂摆动到最高点时的失重感让人稍感不适。
作文四:《许昌创艺游乐 大摆锤》1100字
产品介绍:
大摆锤,有名圣战奇兵,它是目前世界最新最眩的大型游乐设备之一,每次可乘坐30名勇士,像钟摆左右摆动的同时它还会以25公里的时速高度旋转,最大摆幅达120度,将勇猛的骑兵们送到17米的高空,可以体验到强烈的失重和离心力感觉,充分体验中古世纪“圣战奇兵”在圣战搏击时的惊险起伏和刺激。
技术参数
占地面积 30米×20米 运行周期 3分钟左右
静止高度:21.6米 设备最高点 摆动高度:34.5米 设备相对转速 8转/分钟
座舱数 30个 设备摆动角度 ?120? 摆动最大线速度 50千米/小时 设备总功率 400千瓦
载客量 30人 设备电压 380伏
Product introduction:
Great pendulum, also called “the famous cavalry fighter”, is one of recent latest and most dazzle
giant amusement equipment in the world which can hold 30 warriors every time in the world, and it can rotate at the high speed of 25km when the pendulum swaying left and right with its biggest swing can be to 120 degree so that it can take the brave cavalryman to 17m altitude. In the course, tourists can experience intense weightless and centrifugal feelings,also can experience breathtaking and excited feeling in the battle of the medieval "jihad Jones".
Technique data
area 30m×20m Move-cycle About 3min
Static highness:21.6m
highness Sway highness:34.5m Ralative speed 8r/min
cockpit 30 Sway angle ?120?
Swaymax-linearvelocity 50千米/小时 Total power 400kw
capacity 30人 votage 380v
作文五:《大摆锤压杠有限元分析》900字
大摆锤压杠有限元分析
有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多 称为有限元的小的互连子域组成,对每一单元假定一个合适的 (较简单的)近似解,然 后推导求解这个域总的满足条件 (如结构的平衡条件) ,从而得到问题的解。这个解不 是准确解,而是近似解,因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题 难以得到准确解,而有限元不仅计算精度高,而且能适应各种复杂形状,因而成为行 之有效的工程分析手段。 有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域的离散单元。 有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用,例如用多边形(有限个直线单 元)逼近圆来求得圆的周长,但作为一种方法而被提出,则是最近的事。有限元法最 初被称为矩阵近似方法,应用于航空器的结构强度计算,并由于其方便性、实用性和 有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。经过短短数十年的努力,随着计算 机技术的快速发展和普及,有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有 的科学技术领域,成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。 游乐设备作为事关大众安全的特种设备,引入有限元分析可以在设计上最大程度的 保证设计的安全可靠,为游乐设施的开发开辟了新的篇章,座椅的安全压杠作为保护 乘客安全的最重要,最直接的安全屏障。下面就以安全压杠的有限元分析为实例,浅 析一下有限元分析在游乐设备中的应用,座椅设置安全杠用于保护乘客的人身安全 , 若 离心力不大于重力加速度 G , 则乘客会离开座椅, 全身落在安全杠上,此时安全杆受力 小于重力。在减速运动时,由于惯性,使安全杠受力,此种情况以制动时最为严重。 有 admas 运动仿真算出此时的最大加速度为 1.53g , 把此时的工况作为安全杠强度分析 的计算工况。
首先根据实物建立模型:如图一。
1
安全压杠的应力分布见等应力线图二、图三。
2
图二
图三
安全压杠的最大位移见图四
图四
3
由上图知:安全压杠的最大位移 2.4mm ,位于管子距旋转轴最远端。 安全系数计算:
1.旋转轴使用 45钢,
安全系数 n=600/43.471=13.8
2.钢管采用 Q235,
安全系数 n=375/43.471=8.6
由此可见,压杠是安全的。
4
作文六:《大型游乐设备——大摆锤应急预案》3200字
山西乌金山文化旅游开发有限公司
山西乌金山文化旅游开发有限公司
狂欢谷大摆锤救援应急预案
单位名称:乌金山文化旅游开发有限公司 编 制 人: 审 核 人: 签 发 人:
实施日期:2013年3月1日
批 准 页
根据乌金山文化旅游开发有限公司发展需要,乌金山国家森林公园运营应急管理要求,编制了《乌金山文化旅游开发有限公司狂欢谷大摆锤救援专项应急预案》,预案主要应对突发的大摆锤事件,着重解决特定突发事件的应急处置,是总体应急预案的支持性文件,是乌金山文化旅游开发有限公司运营部突发大摆锤事故时应急救援的指导性文件。由乌金山文化旅游开发有限公司应急办公室组织编制与修订。
《救援专项应急预案》(修订版)已经由乌金山文化旅游开发有限公司运营部突发事件应急办公室讨论通过,现正式发布。
乌金山文化旅游开发有限公司:
1 适用范围
本预案适用于山西省乌金山文化旅游开发有限公司狂欢谷游乐设备大摆锤。 2 危险因素分析
乌金山文化旅游开发有限公司经营的项目为乌金山狂欢谷,地处乌金山国家级森林公园内,占地面积较广,狂欢谷内建设有游乐设备大摆锤,本设备运行高度为19.8米,吊臂摆角为±70°-±110°,最大摆速20m / s,运行速度快,属A 级观览车类游乐设备,危险系数大,属刺激的游乐项目,为防止高空坠落摔伤事故与游客受刺激引起的突然病(心脏病、高血压或恐高症等)、停电、自然灾害等引发的突发事故,特制订本方案。 3 预案分级响应
根据游乐设备突发事件的规模、性质、造成或者可能造成人员受伤或死亡的数量、受影响的范围、扩散的趋势和区域,划分为重大、较大、一般三个级别。
(1)重大游乐设备突发事件
重大游乐设备突发事件指发生突发游乐设备突然停电、自然灾害等引发的突发事故,且停电范围涉及整个主题游乐区域,致使多个游乐设备游客高空滞留,需应急救援的情况。
(3)较大大游乐设备突发事件
较大游乐设备突发事件指发生突发游乐设备突然停电停电、自然灾害等引发的突发事故,且停电范围涉及多个主题游乐区域,致使多
个游乐设备游客高空滞留,需应急救援的情况。
(4)一般游乐设备突发事件
一般游乐设备突发事件指单个游乐设备发生突发停电、自然灾害等引发的突发事故,致使某个游乐设备游客高空滞留,需应急救援的情况。
本预案分级响应级别为区域级一般事故,对造成或可能造成众多人员伤亡,应按照乌金山文化旅游开发有限公司运营部总体应急预案分级响应程序,由上级主管单位启动相应级别应急预案。 4 应急组织机构和职责 4.1 应急领导小组 组 长:李宁
副组长:王志强 宋光明 冯 敏 应急抢险组组长:刘助娟
应急抢险组成员:张 鑫 郭俊杰 薛富仙 杨月娥 抢修组组长:王志强
抢修电工组:曹守义 孟凡贵 抢修液压组:梁永明
抢修组成员:聂海明 张吉伟 孙小臣 孙陶文 张三根 张富喜 代 伟 高二喜 物资供应组:李俊娥 后勤保障组组长:王 薇
医 务 人员:苏惠兵 车 队: 赵 凯
4.2 应急领导小组与应急人员联系方式
4.3 应急职责
4.3.1应急领导小组组长
为《乌金山文化旅游开发有限公司狂欢谷大摆锤救援专项应急预案》的负责人,也是应急预案的总指挥,对突发事故的处理、预案的启动进行决策,调动各应急救援力量和物资,及时掌握事故现场的态势,全面指挥各应急小组的应急救援工作。 4.3.2应急领导小组副组长
协助组长负责应急救援的具体指挥工作,遇突发事故组长因故不在时代理组长开展工作。及时掌握事故现场动态,迅速采取措施,组织抢救、抢险,防止事故扩大,将人员伤害和财产损失降到最低点。
4.3.3应急抢险组组长
协助应急领导小组组长开展应急指挥工作,负责应急状态下事故现场人员疏散、抢险指挥工作,负责组织本组成员密切配合统一行动; 4.3.4物资供应组
负责事故现场应急救援物资、设备的运送、事故后应急物资、设备与生产物资、设备的恢复工作,协助应急领导小组组长开展应急指挥工作。 4.3.5后勤保障组
熟知应急报警、通讯联络方式,组织协调对事故情况进行真实的信息上报,做好事故伤害人员善后治疗处理及相关稳定工作。负责事故现场救援队伍后勤保障工作,协助应急领导小组组长开展应急指挥工作。
5 应急响应程序
5.1由应急领导小组组长或副组长根据事故情况,宣布启动应急预案,应急抢险队伍进入响应状态,赶赴应急现场救援。
5.2应急领导小组组长或副组长根据事故情况,判断所需内外资源,确定是否向上级及外部救援相关单位请求救援。 6 报警及相关单位联络电话 6.1企业外部联络电话:
市火警:119; 急 救:120;公安报警:110; 6.2企业内部联络电话:
安全办电话: 3263400 救援客服电话: 3263522 3263533 6.3报警及事故报告内容
事故发生的时间、地点、事故的简要情况、事故所涉及的范围、受伤人员情况、事故所涉及的物质名称及其主要理化性能、事故严重程度或级别、事故发展趋势、请求救援的主要要求,报警人的单位及联系电话等。 7 救援应急方案
园区一旦发生大摆锤事故,要立刻采取有效的应对措施,最大限度地减少事故对游客造成的伤害。要迅速拨打120、110电话呼救,抢救受伤人员。在规定时间内向上级有关部门报告,同时做好伤亡者家属的工作。园区要利用一切有效手段快速疏导现场人员,让游客尽快疏散到安全地点,禁止无关人员滞留现场,防止有人故意制造恐慌气氛,避免再次发生事故。在专业医务人员到达之前,园区要抓紧时间用科学的方法进行自救和互救。当游客受伤后,在事发现场应积极采取正确有效的救助措施,为救治伤者赢得时间。 8 救援程序与操作方法 8.1、非停电但安全压杠无法打开 a. 断开断路器QF1;
b. 解除安全带,拉动座椅两侧救援绳,压杠自动打开;
c.协助游客安全离场; d.等待设备修好。
8.2、 非停电但升降站台无法上升
a. 将面板“手动/自动”按钮置为“手动”; b.断开断路器QF1;
c. 打开操作室内的手动气阀,依次按动相应台面的气阀手动开关,将站台升起至正常位置; d. 闭合断路器QF1;
e. 按正常方式解锁安全压杠; f. 协助游客安全离场; g.等待设备修好;
h.若站台仍无法手动升起,需增派人员保护游客安全。 8.3、突发性停电 a. 断开断路器QF1; b. 待设备自然停稳;
c. 打开操作室内的手动气阀,按动相应台面的气阀手动开关,将站台升起至正常位置;若站台无法升起,将救援梯置于升降平台坑内靠近座椅位置,且安放平稳;
d. 解除安全带,拉动座椅两侧救援绳,压杠自动打开; e. 协助游客安全离场; f.等待恢复供电或设备修好。
注意事项:游客被疏导以后一定将救援梯安放在指定地点,以免设备
再次启动时发生危险!
注意事项
(1)营救人员必须经过培训、演练、考核合格、还需要遵守有关的
安全规程和操作程序。
(2)安全带及安全绳需要有足够强度和长度,营救人员能够熟练、
正确使用。
(3)保证通讯广播清新、畅通,指导帮助乘客协调配合安全平稳抵
达地面,返回安全区,保证乘客放至地面后能够安全撤离。对有特殊情况的乘客应采取安全措施,还应注意防止营救工具或乘客随身物品坠落伤人。营救全过程必须听从指挥人员的统一指挥,严禁说笑打闹,坚决制止违章、冒险作业。
(4)遇有强风,雷雨或天黑,大雾可见度低时,必须采取有效的安
全措施。在不具备足够安全保障的特殊情况下,可以暂时停止营救工作,同时利用通讯,广播向乘客宣传解释,做好安抚工作,并争取尽快恢复,完成营救工作。
(5)使用梯子登高,中间不得缺层,梯子和高、低凳可用木材制作,
也可用金属材料制作(包括可伸缩铝合金云梯),皆应坚固可靠,并能承受工作人员或乘客及其所携带工具,随身物品的总重量。 (6)爬梯分人字梯和云梯两种。为了防滑,在光滑坚硬的地面上使
用的梯子的梯脚应加橡胶套或橡胶垫,在泥土地面上使用的梯子的梯脚应加铁尖,梯子靠房放斜度不应小于30°。为了限制人字梯和高凳的开角度,其两侧之间应加拉链或拉绳。
作文七:《大摆锤动力学分析报告》7200字
大摆锤是常见的游乐设施,通过整体结构分析,得到大摆锤的整体及各个 部件的结构应力。然而大摆锤的很多工况是不能简化成静力学的,需有动力学 解之。
模态分析是动力学分析的基础,大摆锤的悬臂按照一定周期摆动,需对大 摆锤的整体结构进行模态分析,这样在产品设计之前可以预先避免可能引发的 共振。
大摆锤的立柱是受压缩的细长杆件,当作用的载荷达到或超过一定限度时 就会屈曲失稳,除了要考虑强度问题外,还要考虑屈曲的稳定性问题。
对大摆锤整体结构强进行动力学评价与分析,分别计算大摆锤转盘在满载 和偏载工况下, 大摆锤悬臂摆动, 对整个结构的影响; 以及悬臂的摆角在 120°、 90°和 45°时立柱的结构应力;大摆锤立柱的屈曲分析;悬臂驱动制动分析; 整体结构的模态分析。为顺利安全的生产运行提供数据支持。
2 主要工作内容
(1)建立整体的动力学分析模型,计算满载和偏载工况下,立柱的受力情况;
(2)计算大摆锤悬臂摆角在 120°、 90°和 45°时立柱的结构应力强度;
(3)悬臂驱动制动分析,以及驱动制动对立柱的影响;
(4)大摆锤整体的模态分析;
(5)大摆锤立柱的屈曲分析。
3 大摆锤的刚体动力学分析
3.1 材料参数
整体结构材料:Q235钢。材料力学参量为:材料密度为 =7.85 t/m3。
3.2 几何模型
使用通用结构分析软件 ANSYS Workbench Environment(AWE)14.0多物理 场协同 CAE 仿真软件,对大摆锤的整体进行建模,分别建立立柱、悬臂、大转 盘建,并在软件中进行装配,如图 3所示。
(a )大摆锤整体结构 (b )转盘局部结构
(c ) 大摆锤悬臂 (d )大摆锤立柱
图 2 大摆锤整体装配模型
3.3载荷与约束
立柱的底板固定在地方面, 因此在立柱底板与地面之间, 施加固定 (Fixed ) 约束,模拟底板与地面之间的紧固连接。
在重力作用下,悬臂绕转筒中心轴转动,在悬臂的横臂的内表面和立柱固 定筒之间,施加旋转幅(Revolute ) ,模拟悬臂绕横梁转动。
在悬臂摆动的过程中,大转盘同时绕着悬臂的中轴线转动,转动的角速度 为 1.07rad/s。悬臂与大转盘之间,施加旋转幅(Revolute ) ,模拟大转盘绕悬臂
的转动。
悬臂在整个摆动周期内,受到地球重力的作用,做周期性的摆动,施加标 准的重力加速度,方向为Y的负向。
载荷与约束如图 5所示。
(a )整体的载荷与约束 (b ) 转盘施加 1.07rad/s的角速度 图 3 大转盘载荷与约束示意图
3.4 刚体动力学分析结果
使用通用结构分析软件 ANSYS Workbench Environment(AWE)14.0中的刚 体动力学分析模块 Rigid Dynamics,对大摆锤进行动力学分析。
为了模拟满载和偏载对立柱的影响,分两种工况对大摆锤进行分析。设定 分析时间为 20s 。
工况 1:满载时,大摆锤的动力学响应;
工况 2:偏载时,大摆锤的动力学响应。
为了模拟启动制动对立柱的影响,模拟启动制动分析,启动制动时间为 0.5s ,角速度变化为 0.13r/s。设定完成后,对启动制动进行动力学分析。 3.4.1 工况 1:满载时,大摆锤的动力学响应
在满载工况下, 大摆锤的悬臂和转盘, 在重力作用下, 绕转筒做左右摆动, 整个摆动过程如图 4所示。 箭头表示立柱上部受到悬臂摆动过程中的反作用力。
(a ) 大摆锤运动状态 1 (b )大摆锤运动状态
2
(c )大摆锤运动状态 3 (d )大摆锤运动状态
4
(e )大摆锤运动状态 5 (f )大摆锤运动状态 6 图 4 工况 1大摆锤动力学分析中摆动状态图
悬臂在摆动过程中,立柱受到悬臂的反作用力,三个方向的反作用力及总 的反作用力如图 5(a )所示,悬臂受到总的反作用力最大为 658.55KN ,总的 反作用力最大值与 Y 向反作用力的最大值重合,表明大摆锤运动到底部时,受
到的反作用力主要由 Y 向反作用力提供,大摆锤运动到底部时,受到的载荷最 大。 Z 向的反作用力最大为 0.000386KN ,由于为满载, Z 向始终保持平衡,反 作用力几乎为零。具体数据见附表 1。
(a )立柱反作用力的载荷时间曲线
(b )立柱受到 Z 向反作用力的载荷时间曲线
图 5 工况 1立柱受到悬臂的反作用力曲线图
3.4.2 工况 2:偏载时,大摆锤的动力学响应
在偏载工况下, 大摆锤的悬臂和转盘,在重力作用下,绕转筒做左右摆动, 整个摆动过程如图 6所示。箭头表示立柱上部受到悬臂摆动过程中,反作用力 的大小。
(a ) 大摆锤运动状态 1 (b )大摆锤运动状态
2
(c )大摆锤运动状态 3 (d )大摆锤运动状态
4
(e )大摆锤运动状态 5 (f )大摆锤运动状态 6 图 6 工况 2大摆锤动力学分析中摆动状态图
悬臂在摆动过程中,立柱受到悬臂的反作用力,三个方向的反作用力及总 的反作用力如图 7(a )所示,悬臂受到总的反作用力最大为 574.43KN ,总的 反作用力最大值与 Y 向反作用力的最大值重合,表明大摆锤运动到底部时,受
到的反作用力主要由 Y 向反作用力提供,大摆锤运动到底部时,受到的载荷最 大。 Z 向的反作用力最大为 0.14 KN ,如图 7(b )所示,由于为偏载, Z 向反 作用随着转盘的周期转动,呈现周期性变化。具体数据见附表 2。
(a )立柱反作用力的载荷时间曲线
(b )立柱受到 Z 向反作用力的载荷时间曲线
图 7 工况 2立柱受到悬臂的反作用力曲线图
3.4.3 大摆锤启动制动的动力学响应
悬臂在启动制动过程中,立柱受到悬臂的反作用力,三个方向的反作用力
及总的反作用力如图 8所示,悬臂受到总的反作用力最大为 200.25KN , 其中 Y 向反作用力最大为 193.75KN , X 向反作用力最大为 50.627KN , Z 向反作用 力几乎为零,可以忽略不计,具体数据见附表 3。
图 8 启动制动立柱受到悬臂的反作用力曲线图
3.5 小结
本节中,分别对大摆锤在满载工况和偏载工况下,进行了刚体动力学的分 析,并得到,在悬臂摆动过程中,两种工况下,悬臂对立柱转筒的反作用力。 分析结果表明:
(1)在整个摆动周期内,当悬臂运行到最底部时,立柱受到的载荷最大;
(2)在偏载工况下,由于偏载,对立柱的影响很小,偏载载荷为总反作用 力的:KN
KN 43. 57414. 0=0.2%; (3) 启动制动过程中,悬臂等附属结构对立柱产生反作用力,为进一步有 限元分析的前提输入条件。
4 不同悬臂摆角下立柱的有限元分析
由上一节分析可知,由于转盘的偏载,对立柱的影响很小(大约 0.2%) , 所以只计算满载工况下,悬臂在不同摆角时,立柱的结构应力。
4.1 大摆锤的材料参数
整体结构材料:Q235钢。材料力学参量为:材料密度为 ρ=7.85 t/m3,弹 性模量 E=2×105
MPa ,泊松比 ν=0.3。
4.2 大摆锤载荷特性分析
大摆锤在重力作用下在铅垂平面内作周期运动,就可以简化成为单摆的物 理运动模型。如图 9所示。
假设大摆锤的最大摆角 a =120°, 则高度
2
30sin ) 90sin(r r a r h =?=?-= (1) 其中:h ——大摆锤最高点距转筒中心轴线的高度;
r ——大摆锤悬臂的长度。
在转盘摆动的整个周期中,转盘绕转筒轴做圆周运动,则向心力:
r
v m F 2
向 = (2) 其中:m ——大摆锤摆动部分的简化质量;
v ——大摆锤运动过程中的瞬时速度。
在大摆锤的从最高点,摆动的整个周期过程中,仅受到重力的作用,机械 能守恒:
22
1) cos (mv r h mg =+θ (3)
其中:θ——大摆锤摆动角度;
g ——标准重力加速度, 9.8m/s2;
在转盘整个摆动过程中,摆动部分仅受到重力和向心力作用,在悬臂中心 线方向上,摆动部分受三个力作用:向心力、重力在中心线上的分量、悬臂对 摆动部分的拉力,三力保持平衡:
θcos mg F F -=拉 向 (4)
其中:拉 F ——悬臂对摆动部分的拉力;
悬臂的拉力,分别在水平和竖直方向进行分解:
θsin 拉 F F x =
θcos 拉 y F F = (5)
把以上公式进行联立,求得大摆锤摆动部分的质量对悬臂的拉力为: θθsin ) 2
1
cos 2(+=mg F x θθcos ) 2
1cos 2(+=mg F y (6) 作用在支架固定筒上的载荷,包括转筒、吊臂、座椅、乘客等附加质量, 由于在摆动过程中,受到离心力和动载冲击的作用。考虑这些影响因素,计算 整个结构,悬臂摆动到不同位置时(θ=120°、 90°、 45°) ,所受的载荷。
4.3 几何模型
使用通用结构分析软件 ANSYS Workbench Environment(AWE)14.0多物理 场协同 CAE 仿真软件, 仅对支架固定筒和立柱,建立了有限元实体模型,不考 虑偏载的工况下, Z 向对称,根据对称性,可仅对结构的二分之一进行建模。 如图 10所示。
(a )立柱支架的二分之一 (b )支架固定筒
(c )立柱与支架固定筒的连接局部 (d )立柱 图 10 支架固定筒和立柱的几何模型
4.4 有限元实体模型
(a )立柱支架的二分之一网格 (b )支架固定筒网格
(c )立柱与支架固定筒的连接局部网格 (d )立柱网格
图 11 支架固定筒和立柱的有限元模型
根据大摆锤的几何模型, 建立了有限元模型。 采用 20节点的 186单元对有 限元实体模型并进行单元网格划分,并使用自由的四面体网格划分方法,获得 的较为理想的有限元网格,为获得较为精确的仿真结果,并在关键部位进行局 部加密。如图 11所示。单元总数为 221815个,节点总数为 408502个。 4.5 载荷与约束
根据立柱与固定筒结构的对称性,在结构的对称面上施加对称约束。立柱 底座的上施加全约束,模拟底座与地面的固定连接。
由整体分析报告可知,单只为其四分之一时,考虑冲击系数时的最大拉力 为 **kg,此值为运行到最低部时,考虑四倍加速度情况下的质量,在不同摆角 的工况下,则仅考虑 1.5倍的冲击系数时,二分之一最大拉力为:
m=**=**kg
机架纯总静载荷 **kg,考虑为二分之一结构,机架纯总静载荷 ** kg。 考虑重力的影响,在 Y 的负方向,施加标准的重力加速度 9806.6mm/s2。 载荷与约束如图 12所示。
(a )整体的载荷与约束 (b )固定筒的载荷与约束
图 12 立柱与固定筒载荷与约束示意图
4.6 有限元应力分析结果
根据悬臂摆角的大小,分别对 θ=120°、 90°、 45°等工况进行分析。 4.6.1 θ=120°支架有限元分析
悬臂的摆角 θ=120°时,把 m=**kg代入公式(6) :
θθsin ) 21
cos 2(+=mg F x =***N
θθcos ) 2
1
cos 2(+=mg F y =***N
在悬臂及转盘等冲击载荷,以及机架等附属静载荷作用下,支架固定筒和 立柱的整体应力(第三强度理论计算值)云图如图 13(a )所示。最大应力为 31.6MPa ,出现在立柱与底板的连接部位,如图 13(b )所示。
(a ) 立柱整体的应力云图 (b ) 立柱的局部最大应力
图 13 θ=120°立柱与固定筒的分析结果
4.6.2 θ=90°支架有限元分析
与上一节类似,省略。 。 。 。 。 。 。
4.6.3 θ=45°支架有限元分析
与上一节类似,省略。 。 。 。 。 。 。
4.7 小结
表 1所示为大摆锤立柱各工况下的应力值及相应的安全系数。
表 1 结果汇总表
5 大摆锤启动制动有限元分析
材料属性、有限元模型、单元网格划分与上一节相同,不再累述,参照上 一节内容。
5.1 载荷与约束
根据立柱与固定筒结构的对称性,在结构的对称面上施加对称约束。立柱 底座的上施加全约束,模拟底座与地面的固定连接。
由第三节动力学分析结果可知, Y 向反作用力最大为 **KN, X 向反作用力 最大为 **KN,考虑 1.5倍的冲击载荷,施加在立柱固定筒的相应位置。 考虑重力的影响,在 Y 的负方向,施加标准的重力加速度 9806.6mm/s2。 载荷与约束如图 16所示。
(a )整体的载荷与约束 (b )固定筒的载荷与约束 图 16 启动制动工况下立柱载荷与约束示意图
5.2 有限元应力分析结果
在悬臂启动制动的工况时,悬臂及转盘等冲击载荷,以及机架等附属静载 荷作用下,支架固定筒和立柱的整体应力(第三强度理论计算值)云图如图 17
(a )所示。最大应力为 50.093MPa ,出现在立柱与底板的连接部位,如图 17
(b )所示。
(a ) 立柱整体的应力云图 (b ) 立柱的局部最大应力 图 17 启动制动工况下立柱的分析结果
5.3 小结
在大摆锤启动制动的工况下,立柱的最大应力为 50.093MPa ,对应的安全 系数为 7.5,大于规定的 3.5 的安全系数,表明,启制动工况下,大摆锤立柱满 足设计要求。
6 大摆锤模态分析
6.1 几何模型及单元划分
使用通用结构分析软件 ANSYS Workbench Environment(AWE)14.0多物理 场协同 CAE 仿真软件,建立了有限元实体模型,如图 18所示。
根据大摆锤的几何模型, 建立了有限元模型。 采用 20节点的 186单元对有 限元实体模型并进行单元网格划分,并使用自由网格划分方法,获得了四面体 为主的较为理想的有限元网格。如图 19所示。单元总数为 166567个,节点总 数为 322915个。
(a )大摆锤整体几何模型 (b )立柱与悬臂连接局部
(c )大转盘 (d )大摆锤整体侧面模型 图 18 大摆锤的几何模型
(a )大摆锤整体几何模型网格 (b )立柱与悬臂连接局部网格
(c )大转盘网格 (d )大摆锤整体侧面模型网格 图 19 大摆锤的有限元模型
6.2材料参数、载荷及约束
整体结构材料:Q235钢。材料力学参量为:材料密度为 =7.85 t/m3。 大摆锤立柱的底部施加全约束,载荷与约束如图 20所示。
图 20 载荷与约束示意图
6.3打摆锤的模态分析结果
使用通用结构分析软件 ANSYS Workbench Environment(AWE)14.0中的模 态分析模块 Modal ,对大摆锤进行模态分析。
计算得到的前 6阶固有频率结果。如图 21所示。
图 21 大摆锤的前 6阶固有频率
并提取前 6阶的振型,如图 22所示。
(a )大摆锤第 1阶变形图 (b )大摆锤第 2阶变形图 (c )大摆锤第 3阶变形图
(d )大摆锤第 4阶变形图 (e )大摆锤第 5阶变形图 (f )大摆锤第 6阶变形图 图 22 大摆锤的前 6阶变形图
6.4 小结
由以上分析可知,大摆锤的自振频率为 0.80099Hz 。由厂家提供数据可知, 大摆锤每分钟摆动 13.66次,则对应的摆动频率为 0.23 Hz。计算结果表明:大摆锤的摆动频率,小于大摆锤的自振频率,不会引起共振效应。
7大摆锤立柱的屈曲分析
7.1 立柱屈曲分析概述
当载荷达到某一临界值时,结构构形将突然跳到另一个随遇的平衡状态, 称之为屈曲。在进行屈曲分析时,至少要施加一个能够引起结构屈曲的载荷, 而且,所有的结构载荷都要乘上载荷系数,即可得到屈曲的临界载荷。
屈曲分析一般是耦合分析,先进行静力结构分析,然后耦合屈曲分析。结 构模型和有限元网格模型,采用结构分析报告中的模型。
由结构分析可知,单只为其四分之一时,考虑冲击系数时的最大拉力为 **kg。四分之一支架固定筒受到吊臂等的载荷为 F 1:
F 1=***×9.8=**N
静力结构分析采用结构分析计算结果,在静力结构分析的基础上,耦合屈 曲分析。
7.2打摆锤立柱的屈曲分析结果
使用通用结构分析软件 ANSYS Workbench Environment(AWE)14.0中的屈 曲分析模块 Linear Buckling,对大摆锤进行屈曲分析。
计算得到的屈曲模态振型, 可知立柱的屈曲载荷因子为 38.073。 如图 23所 示。
图 23 大摆锤立柱屈曲模态振型
7.3 小结
由以上分析可知,屈曲载荷因子为 38.073,大摆锤单只立柱的临界力: **×38.073=***N
8结论
本部分报告对大摆锤整体结构强进行动力学评价与分析,分别计算大摆锤 转盘在满载和偏载工况下,大摆锤悬臂摆动,对整个结构的影响;以及悬臂的 摆角在 120°、 90°和 45°时立柱的结构应力;大摆锤立柱的屈曲分析;悬臂 驱动制动分析;整体结构的模态分析。计算结果表明:
(1) 大摆锤满载和偏载工况下的动力学分析,当悬臂运行到最底部时,立 柱受到的载荷最大;偏载,对立柱的影响很小,偏载载荷为总反作用力的 0.2%;
(2)悬臂的摆角为 120°、 90°和 45°时,立柱达到规定的安全系数,满 足结构设计的要求;
(3)悬臂启制动工况下,安全系数为 7.5,大摆锤立柱满足设计要求;
(4)大摆锤的摆动频率,小于大摆锤的自振频率,不会引起共振效应;
(5)立柱的屈曲载荷因子为 38.073,远大于 1,满足稳定性的要求。
作文八:《大摆锤操作示意图》700字
大摆锤操作示意图
1> 操作面板图 A
2> 操作面板图 B
3>指示灯图标 C
A: 开机流程
1:钥匙插入图A 控制电源
2 :等乘客做好按图A 启动预告键 4秒(警示平台一起人员撤离)
3: 按下图A 绿色主电机启动键 叮的一声 图C 主电机运行指示灯亮 , 1秒后叮第二声 图C 座仓旋转指示灯亮 ,转身放大MUSCI 的音量 HI 起来同学~
4 :两眼盯着大摆锤,右手控制图B 驱动控制键 向左移动然后回到中间位置;第2次在大摆锤从右向左摆下来的同时,右手控制驱动控制键向左移动,当大摆锤的重心回到中心位置时,送开驱动控制键让其回到中间位置;以此类推直到大摆锤的边缘最高可以超过两侧的铁护栏。(工作人员可根据乘客需要调节高低) 5 :3分钟时间主机会自动停掉,但做老板的一般要求减少时间来赚取最大剩余价值,这时操作人员的工作流程是:
按下图A 主电机停止键 ,(这样3000W的功率主机就停止转动) 这是操作人员眼睛看着大摆锤的乘客当大部分人员面朝自己时按下图B 座仓旋转停止键 这样大摆锤就慢慢停止旋转,但会依旧惯性左右摇摆
6:当大摆锤一边的边缘最高幅度和两侧的护栏平行时,按下图B 刹车启动键(如果停电《悲苦的人生哇》则需要工作人员下到底下基座台子下用千斤顶把刹车轮胎顶上来手工刹车)。 情况A: 大摆锤最后停下来位置很好则不需要再调节 情况B: 如果大摆锤位置不好,可按下图B 刹车停止键当其左右摇摆到适当位置时再按下图B 刹车启动键
7: 关小MUSIC ,按下图A 启动预告键 ,然后工作人员上前解开乘客护具。
祝商祺~
MARSH
2012.8.12
作文九:《第一次坐大摆锤》400字
第一次坐大摆锤
南京市共青团路小学五2班 张焕成
一次机会,让我坐上了大摆锤。回想一下,那是多么地有趣、快乐,多么地“疯狂”!
这是我第一次坐大摆锤,刚开始觉得也没什么,但是听到前一队人的叫喊声后,我也怕了起来。我忐忑不安地坐到位子上,系好安全带然后深深地吸了一口气,握紧了拳头,生怕大摆锤会在摆动的同时,会把人一下给甩出去似地。
一开始还是比较放松的,觉得也没什么可怕地。大摆锤起动了,我的心也是跟着跳地越来越急促。就在突然间,大摆锤一下子就升到了90层楼那么高,我们都是头朝下的,后来,又如瀑布似的直“泻”下来,一下子又转到了另一头。我们的叫喊声大了起来,盖过了人喧马嘶,在一边的妈妈眼睛都闭了起来。大摆锤摆了好几次这样的高度都没有停下来,而每一次都把我吓个半死。明明说是两分钟,但是感觉都过去十五分钟了。最后,大摆锤以优美的姿式慢慢地转了两圈停了下来。
虽然停了下来,可我的脑子里还在混乱个不停,觉地还在蓝天白云之中。
坐大摆锤真是一件快乐的事,虽然我被吓的头昏目眩,看不清天地,但恢复过来之后,觉的非常刺激,还想再玩一次噢。
作文十:《基于ANSYS游乐设备大摆锤三维设计》4600字
基于 ANSYS 游乐设备大摆锤三维设计 *
刘海生 1王会刚 1董英楠 2
(1唐山学院 机电工程系, 唐山 063000) (2北京九华游乐设备制造有限公司, 北京 100081)
Three-dimensional design of amusement rides big bob based on ANSYS
LIU Hai-sheng 1, WANG Hui-gang 1, DONG Ying-nan 2
(1Department of Mechanical Engineering , Tang Shan College , Tangshan 063000, China ) (2Beijing Jiuhua Amusement Rides Manufacturing Co. , Ltd , Beijing 100081, China )
文章编号:1001-3997(2010) 06-0045-02
【 摘 要 】 结合现代设计理论, 进行了游乐设备大摆锤的三维造型 。 基于有限单元法, 对大摆锤转筒
及吊臂进行了受力分析, 得到了其应力分布场, 分析结果对保证转筒及吊臂结构强度有重要的指导作用, 对游乐设备大摆锤设计也有一定的参考价值 。
关键词:游乐设备; 大摆锤; 转筒及吊臂; 有限元法; 应力场
【 Abstract 】 Based on modern design theory and FEM , three-dimensional model of Amusement Rides Big Bob has been designed. Analysis of the Drum and Crane is carried out and its stress field is gained. The results are valuable to guaranteeing the intensity of Drum and Crane and design of Big Bob.
Key words :Amusement rides ; Big bob ; Drum and crane ; FEM ; Stress ssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssss
ssssssssssssss
s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s
s s s s s s s s s s s s s s
中图分类号:TH12文献标识码:A
1引言
大摆锤游艺机属观览车类游乐设备, 座椅分布在六个均匀分 布的大臂上,设备顶部由电机驱动使摆锤沿水平面做大角度摆 动, 同时座椅大转盘在电机的驱动下做 360°旋转 。 大摆锤游艺机 由立柱 、 吊臂 、 回转机构 、 驱动装置 、 座椅转盘 、 转筒 、 侧向固定架
等部分组成 。 各零部件的安全系数要求很高 。
基于大型分析软件,对某厂大摆锤游艺机进行了三维造型, 并对关键件转筒及吊臂进行了受力分析, 得到了其应力分布场 。
2三维造型
三维设计是当今机械设计的趋势, 尤其对现代化程度高的企
CYC_UDDS循环工况要求的速度以及电动汽车所能达到的 实际速度, 如图 2所示 。 从图 2可以看出, 设计的家庭用经济型电 动汽车的最高速度达不到 CYC_UDDS循环工况的要求,速度跟 随有一定的滞后性 。
图 2CYC_UDDS循环工况仿真结果
温度不同, 行驶速度不同, 工况不同, 电动汽车的续驶里程也
不同 。 环境温度在 10℃ 时, 不同车速下家庭用经济型电动汽车匀 速行驶续驶里程情况, 如图 3所示 。
图 3不同车速下电动汽车匀速行驶续驶里程
5结束语
在对淮安市场和苏州市场汽车用户问卷调查的基础上,确定 城市居民家庭用经济型电动汽车的技术参数 。 根据这些技术参数要 求, 确定了电动机 、 传动系传动比 、 轮胎 、 电池组的技术参数 。 基于 ADVISOR 仿真软件建立动力性仿真模型,应用 ADVISOR 软件仿 真计算了整车的动力性 。 计算结果表明, 以铅酸电池为能源的电动 汽车的加速性 、 爬坡能力 、 最大车速 、 续驶里程等动力性指标满足设 计要求, 从而验证了提出的设计计算方法 、 仿真模型的正确性和有 效性, 为电动汽车的设计 、 性能预测和分析提供了一种方法和手段 。
参考文献
1姬芬竹, 高峰 . 电动汽车驱动电机和传动系统的参数匹配 [J ]. 华南理工大 学学报 (自然科学版 ) , 2006, 34(4) :33~37
2杨祖元,
秦大同, 孙冬野 . 电动汽车动力传动系统参数设计及动力性仿真 [J ]. 重庆大学学报 (自然科学版 ) , 2002(25) 6:19~223姬芬竹, 高峰, 吴志新 . 电动汽车传动系参数设计及动力性仿真 [J ]. 北京航 空航天大学学报, 2006, 32(1) :109~1114廖权来, 徐韵锋 . 电动汽车的改装设计初探 [J ]. 汽车 研 究 与 开 发 , 1999(1) :20~245常绿 . 矿用自卸汽车动力性 、 燃油经济性和平顺性虚拟试验技术研究 [D ]:[博士学位论文 ]. 长春:吉林大学, 2007
6常绿 . 矿用自卸汽车动力装置参数选定和优化方法研究 . 煤矿机械, 2009, 30(2) :27~297常绿, 王国强, 张英爽 . 基于 ADVISOR 软件的液力变矩器仿真模块的开发 . 系统仿真学报, 2006, 18(12) :3396~3398
sssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssss
*来稿日期:2009-08-20
*基金项目:唐山市机电一体化重点实验室基金资助 (04360802B -9)
速度 v /km ·h -1
11010090807060续 驶 里 程 s /k m 10
20
30405060
70
时间 t (s )
100806040200速 度 v /k m ·h
-1
200
400
600800
1000
1200
1400
要求速度
实际速度
Machinery Design &Manufacture
机械设计与制造
第 6期
2010年 6月
45
业 。 三维造型可以更直观, 可以校验机械零部件的运动干涉 、 装配 干涉, 还可以为进一步做有限元分析 、 运动分析等打下基础 。 2.1设备主要参数
大摆锤设备主要参数如下:
长 ×宽 ×高:13×13×11(m ) 乘载人数:18人
最大摆动半径:13.7m 最大复摆角度:±120°
转盘转速:12r/min
2.2造型关键技术
(1) 大摆锤零部件较多且形状复杂, 多为旋转件, 呈圆心对称 分布 。 可以先绘制前视图, 再利用旋转 、 阵列 、 拉伸切除 、 倒圆角 、 钻螺钉孔等特征, 从而逐个完成三维造型 。
(2)以支架等作为固定零件, 之后逐一加入与之有配合关系 的相邻零件, 完成装配, 其中可以添加间隙与过盈关系等 。
典型结构的最终三维造型, 如图 1~图 3所示 。
图 1转筒三维模型 图 2侧向固定架三维模型 3转筒及吊臂受力分析
转筒及吊臂是大摆锤最关键的受力部件, 基于 ANSYS 对其 进行有限元分析 。
3.1实体模型
实体模型可以从前述三维造型导入, 如图 4所示 。
图 3大摆锤三维模型 图 4转筒及吊臂三维模型 3.2有限元模型
运用有限元软件 ANSYS 分析转筒及吊臂的应力及位移, 首 先要计算所受力大小 。 (1) 轴向力:运用 Pro/E计算的座椅加人的 质量 59700N , 由于在 ANSYS 里已经设定密度值, 即转筒和吊臂 的重量已经存在, 故外加载荷无需算入内, 又在选取回转支承时 已算得离心力为 191800N , 故可计算出轴向力为 251500N 。 (2) 切 向力:根据已知扭矩 T=18214N.m, 力矩 L=9308mm, 则可求得切 向力 =T/L=1957N。 基于前述, 建立有限元模型 [1]。
单元类型:根据实体结构复杂的特点, 选用四面体单元进行 自由网格划分 。 转筒加吊臂有限元模型共有 51642个节点, 26394个单元 。
材料模型:材料为 45,抗拉强度 бb=600Mpa,屈服点 бs= 355Mpa , 波松比为 0.3, 弹性模量 E=2.06E5, 密度为 7.85E -6。 约束施加:轴向力 、 切向力施加 。
在吊臂底部, 施加在与吊臂焊接的圆法兰盘上 。
3.3分析结果
典型位移云图, 如图 5所示 。 应力云图, 如图 6、 图 7所示 。 图 5转筒及吊臂位移云图
图 6吊臂底部应力云图 (应力最大处 )
图 7转筒及吊臂应力云图
结果讨论:根据 GB8405-2000规定, 观览车类设备的动载系 数 K
V
取 1.5, 45#钢的抗拉强度 σ
b
取 600MPa , 查得 《 游乐设施实 用手册 》 表 2[4]许用安全系数 [n ]=3.5, 前述计算得知最大应力为 88.803MPa , 则转筒的安全系数 n 计算如下:
n=σb
V
=600=4.5>3.5
因此可确定转筒及吊臂安全可靠 。
4结论
(1) 大摆锤属于三种运动形式同时进行的游乐设备, 运用三 维软件对其进行三维设计, 既提高了设计效率, 又保证了设计质量 。 (2) 转筒和吊臂是大摆锤主要受力部件, 座椅全部重量都是 由其承受 。 对转筒及吊臂进行了有限元分析, 得出了应力云图, 根 据游乐设施标准检验知其是安全可靠的 。
参考文献
1张胜民编著 . 基于有限元软件 ANSYS7.0的结构分析 . 北京:清华大学出版 社, 2003
2王勖成, 邵敏 . 有限单元法基本原理和数值计算 . 北京:清华大学出版社, 1996 3叶建平, 管坚, 肖原 . 基于 B/S结构的游乐设施检测管理系统研究 [J ]. 武汉 理工大学学 (交通科学与工程版 ) , 2006(2)
4全国索道游艺机及游乐设施标准化技术委员会编 . 游乐设施使用手册 (第 二版 ) , 2008(5)
MX
NODAL SOLUTION
STEP=1
SUB=1
TIME=1
USUM (AVG)
RSYS=0
DMX=2.295
SMX=2.295
MN
0.5099251.021.532.04
.254963.7648881.2751.7852.295
NODAL SOLUTION
STEP=1
SUB=1
TIME=1
USUM (AVG)
DMX=2.295
DMX=.157E-03
SMX=288.803
.157E-0319.73439.46859.20278.936
9.86729.60149.33569.06988.803
NODAL SOLUTION
STEP=1
SUB=1
TIME=1
SEQV (AVG)
DMX=2.295
SMN=.157E-03
SMX=88.803
MN
.157E-0319.73439.46859.20278.936
9.86729.60149.33569.069
88.803
第 6期 刘海生等:基于 ANSYS 游乐设备大摆锤三维设计
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