【多體動(dòng)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(dòng)加旋轉(zhuǎn)的合成運(yùn)動(dòng),驚險(xiǎn)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(diǎn)比較復(fù)雜,在設(shè)計(jì)大擺錘結(jié)構(gòu)時(shí)需要對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的靜、動(dòng)力學(xué)分析,從而確定其原始設(shè)計(jì)的合理性。

大擺錘結(jié)構(gòu)巨大,在設(shè)計(jì)建造過程中需要耗費(fèi)巨大的鋼材,因此在設(shè)計(jì)大擺錘結(jié)構(gòu)時(shí),除了要滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)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(jì)要求的前提下達(dá)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(jì)的基礎(chǔ),如何將大擺錘的運(yùn)動(dòng)動(dòng)力逐級(jí)分解到結(jié)構(gòu)件上,需要通過MBD分析給出各個(gè)零部件以及連接位置的載荷歷程。

【多體動(dòng)力學(xué)在大擺錘游樂設(shè)施中的應(yīng)用】ansys結(jié)果圖片1

根據(jù)大擺錘的運(yùn)動(dòng)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(dòng)副上添加速度驅(qū)動(dòng)。

【多體動(dòng)力學(xué)在大擺錘游樂設(shè)施中的應(yīng)用】ansys分析圖片2

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(yùn)動(dòng),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。

【多體動(dòng)力學(xué)在大擺錘游樂設(shè)施中的應(yīng)用】ansys分析圖片3

為更加真實(shí)地模擬傳動(dòng)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(qiáng)度計(jì)算的結(jié)構(gòu)模型,進(jìn)行部件的強(qiáng)度校核。