過山車輪軌摩擦實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)性能研究.pdf

1、過山車常見于游樂園和主題樂園中，深受廣大游客的喜愛。它的運(yùn)動(dòng)過程包含了許多物理學(xué)原理，在高速運(yùn)行的過程中，失重、超重、離心等現(xiàn)象不斷出現(xiàn)，其運(yùn)行過程中的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能直接決定了其安全性。過山車的運(yùn)行過程就是初始的重力勢能被輪軌摩擦和其他阻力不斷消耗的過程，所以輪軌系統(tǒng)摩擦的大小直接決定了過山車運(yùn)行過程中的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能?，F(xiàn)有的過山車運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)給定輪軌系統(tǒng)的摩擦系數(shù)，而實(shí)際的摩擦受到材料性質(zhì)、載荷、滑動(dòng)速度、溫

2、度、表面粗糙度、表面膜等因素的影響，所以有必要就過山車輪軌系統(tǒng)摩擦特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，以保證仿真的真實(shí)性，提高過山車的整體設(shè)計(jì)水平。
　　本文首先介紹了過山車輪軌系統(tǒng)摩擦系數(shù)測試實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)過程，該實(shí)驗(yàn)臺可更換安裝不同類型的輪組和軌道，分別測量在不同壓力和速度下過山車輪系中的輪組與軌道之間的摩擦系數(shù)，適用于不同類型的過山車，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和通用性。其次，利用有限元分析軟件ANSYS及ANSYS Workbench對實(shí)驗(yàn)臺中的關(guān)鍵零

3、部件建模、施加載荷及邊界條件，進(jìn)行強(qiáng)度校核。然后，利用動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件ADAMS，結(jié)合三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件Pro/E和有限元分析軟件ANSYS建立實(shí)驗(yàn)臺虛擬樣機(jī)的剛?cè)狁詈夏Ｐ?，對?shí)驗(yàn)臺的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行研究，保證實(shí)驗(yàn)臺的性能。最后，通過列舉不同的數(shù)據(jù)對實(shí)驗(yàn)臺虛擬樣機(jī)進(jìn)行仿真測試分析，利用MATLAB軟件對仿真結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到摩擦系數(shù)關(guān)于壓力和速度的函數(shù)關(guān)系式，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)臺的可行性。本研究工作證明了所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺的可行性，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求