典型游樂設(shè)施復(fù)雜工況下風(fēng)險評估及故障預(yù)防研究.pdf

1、游樂設(shè)施作為承載游客游樂的載體，其運行關(guān)系到游客的生命和安全。目前游樂設(shè)施產(chǎn)品正向更快、更高、更復(fù)雜的方向發(fā)展，而國內(nèi)外游樂設(shè)施的科研相對滯后，必須提高游樂設(shè)施的安全技術(shù)水平。本文以典型游樂設(shè)施—大擺錘為研究對象，結(jié)合知識工程等理論，從動力學(xué)仿真、有限元建模、實際工況參數(shù)測試，具體案例分析等角度系統(tǒng)研究了大擺錘的失效模式，實現(xiàn)了失效知識庫的建立。研究了大擺錘的風(fēng)險評估方法，實現(xiàn)了失效知識的應(yīng)用。通過實例驗證了該策略的實效性，具有重要的理

2、論意義和應(yīng)用價值
　　 (1)基于虛擬樣機技術(shù)的大擺錘動力學(xué)仿真
　　 在分析大擺錘拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用虛擬樣機技術(shù)對大擺錘進(jìn)行了建模。充分考慮了大擺錘設(shè)備運行中的各種工況及各種載荷情況，包括活載荷、重力、驅(qū)動力、風(fēng)載荷、摩擦力等，以及各種不同工況下的載荷組合。通過仿真獲取大擺錘設(shè)備運動過程中的運動學(xué)和動力學(xué)性能，以及關(guān)鍵部件的受力情況。
　　 (2)大擺錘運行測試與失效模式分析
　　 針對大擺錘的運行

3、特點，搭建了運行測試平臺，進(jìn)行了應(yīng)力、振動和人體加速度運行測試，考慮了滿載、偏載以及空載等工況，驗證了虛擬樣機設(shè)計計算的有效性，并針對運行測試中發(fā)現(xiàn)的可能存在的失效模式，提出了風(fēng)險預(yù)防措施。同時針對大擺錘典型故障，應(yīng)用有限元分析、失效零件測試等方法對其進(jìn)行了深入的失效分析，指出了失效發(fā)生的主要原因，并在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。
　　 (3)基于零部件和危險源的失效知識庫搭建
　　 通過對大擺錘關(guān)鍵零部件受力分析、測

4、試研究和典型案例故障研究，實現(xiàn)了大擺錘失效知識的提取。從零部件失效分析和危險源失效分析兩個角度設(shè)計了大擺錘失效知識庫模型，實現(xiàn)了失效知識的表示和組織。并以前期研究充實了失效知識庫，為后續(xù)的設(shè)計風(fēng)險評估提供了強有力的知識基礎(chǔ)。該知識庫可推廣應(yīng)用到其他游樂設(shè)施中。
　　 (4)風(fēng)險評估方法研究
　　 提出了游樂設(shè)施設(shè)計風(fēng)險評估方法的理念和和基本程序。建立了一套適合游樂設(shè)施設(shè)計風(fēng)險評估的方法，集成了基于零部件的失效模式分析法和

5、游樂設(shè)施危險排除法。實現(xiàn)了自上而下排除系統(tǒng)危險源和自底向上排除零部件危險源，對于通過這兩種方法發(fā)現(xiàn)的無法消除或控制的風(fēng)險，本文提出從設(shè)備的概念設(shè)計中提出解決方案。詳細(xì)說明了基于零部件的失效模式分析和游樂設(shè)施危險排除法的具體操作形式，提出了游樂設(shè)施故障控制方法與要求。以大擺錘游樂設(shè)施為例，說明本文提出的游樂設(shè)施設(shè)計風(fēng)險評估方法和故障預(yù)防措施是有效的、適用的。
　　 (5)風(fēng)險評估系統(tǒng)應(yīng)用
　　 根據(jù)本文建立的游樂設(shè)施設(shè)計風(fēng)