【多體動力學(xué)在大擺錘游樂設(shè)施中的應(yīng)用】

2017-03-10  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

大擺錘是一種大型的游樂設(shè)施,乘客乘坐在固接于轉(zhuǎn)盤上的座椅上,經(jīng)歷著擺動加旋轉(zhuǎn)的合成運動,驚險而刺激,深受人民群眾的喜愛。因而其安全可靠性極其重要。由于大擺錘結(jié)構(gòu)及其受力特點比較復(fù)雜,在設(shè)計大擺錘結(jié)構(gòu)時需要對其結(jié)構(gòu)進行全面的靜、動力學(xué)分析,從而確定其原始設(shè)計的合理性。

大擺錘結(jié)構(gòu)巨大,在設(shè)計建造過程中需要耗費巨大的鋼材,因此在設(shè)計大擺錘結(jié)構(gòu)時,除了要滿足結(jié)構(gòu)強度要求外,還需盡量使大擺錘結(jié)構(gòu)尺寸合理化,從而在滿足設(shè)計要求的前提下達到節(jié)省材料降低成本的目的。合理確定大擺錘結(jié)構(gòu)件的載荷環(huán)境,是優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ),如何將大擺錘的運動動力逐級分解到結(jié)構(gòu)件上,需要通過MBD分析給出各個零部件以及連接位置的載荷歷程。

根據(jù)大擺錘的運動方式,在部件之間建立相應(yīng)的連接關(guān)系,約束支架立柱。在懸臂與轉(zhuǎn)盤六方體間的轉(zhuǎn)動副上添加速度驅(qū)動。

通過MBD分析,最終可以得出支反力、速度和加速度的結(jié)果。如下所示,隨著擺錘的往復(fù)運動,四根支架立柱的支反力呈現(xiàn)周期性的變化,四根之間存在一定的相位差。

為更加真實地模擬傳動軸與橫臂回轉(zhuǎn)支承法蘭之間的約束,在分析中可以采用接觸(Contact)代替Revolute Joint連接。最后可將懸臂等部件的載荷傳遞至強度計算的結(jié)構(gòu)模型,進行部件的強度校核。

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