往复式过山车车辆连接器螺栓断裂失效分析

分析往复式过山车车辆连接器螺栓的断裂失效机理,为防止游乐设施上相同受力形式螺栓的断裂失效提供指导.首先对失效螺栓开展了化学成分分析、金相组织分析、拉伸力学性能测试和断口宏微观形貌分析,初步得出了螺栓断裂的失效原因,然后在分析往复式过山车运动形式、车辆连接器结构特征、安装方式和受力形式的基础上,采用容许应力幅法对车辆连接器螺栓进行了疲劳寿命评估分析.综合定性与定量分析结果确定车辆连接器螺栓由于承受交变载荷而发生了高周疲劳断裂.最后,提出了针对该类往复式过山车车辆连接器的结构优化措施,实施设计改进后,提高了螺栓连接的可靠性和游乐设施运行的安全性.     

大型游乐设施设计风险评估方法

针对游乐设施的特点,提出了游乐设施设计风险评估流程,通过信息收集、危险识别、风险评估和风险控制四个过程从设计阶段完善设计方案。结合现有风险评估方法,建立了一套适合游乐设施的设计风险评估方法,集成了基于零部件失效模式分析、危险源系统分析和概念设计分析方法,实现了零部件层次和系统层次的风险分析和控制。以典型游乐设施-大摆锤为例,详细说明了该方法具体实现过程,验证了该方法在游乐设施风险评估中的有效性和适用性。     

游乐设施安全相关系统安全完整性评价方法研究

针对目前国内游乐设施安全相关系统在安全完整性评价方法方面的空白,本文参照国际通用安全相关系统功能安全相关标准,借鉴安全仪表系统功能安全评价方法,结合游乐设施本身运动特点和结构型式基础上,开发了适用于游乐设施控制安全相关系统的安全完整性评价方法。该方法以安全相关系统安全功能风险评估为基础,结合失效案例库和风险矩阵法获得安全功能的SIL等级。以典型控制回路四种可靠性指标为基础,参照国际通用标准的SIL验证柱状图对所设计的控制安全回路进行SIL等级验证,以确认安全回路设计的有效性。     

极限状态法在游乐设施结构设计上的应用

极限状态法是一种以概率理论为基础、以分项系数表达、不使结构超越某种规定极限状态的设计方法,在建筑、铁路、公路、港口、水利水电等工程结构设计方面逐渐取代了传统的许用应力设计法,近年来也陆续被欧盟、美国等国外游乐设施标准采纳。本文介绍了极限状态法的基本概念和应用现状,并对2个国外主要游乐设施设计标准EN 13814:2004和ASTM F2291—17中采纳的极限状态法进行了分析和比较,着重对比了极限状态、载荷组合、抗力系数等内容,在此基础上提出了在中国游乐设施标准中引入极限状态设计法的建议,并指出了需要进一步开展研究的内容。     

长期服役大型游乐设施安全状态评价方法研究

长期服役的大型游乐设施，尤其是达到或超过设计使用期限仍继续使用的大型游乐设施，由于其长期服役造成的部件性能劣化，极易导致设备发生故障或事故。提出基于健康管理理论的大型游乐设施服役状态评价方法，将主要受力部件剩余寿命评估理论引入服役状态评价模型，并考虑历史数据对当前安全状态的影响，使安全状态评价更加全面合理。服役状态评价方法以使用阶段风险评价为基础，综合利用各种先进检测监测手段和经验，获取设备当前工作状态的各项指标数据。在此基础上，利用健康管理理论和剩余寿命评估理论，对设备整机进行定量化安全评价，并得出设备关键部件和整机的安全等级，从而为使用单位的设备维护保养提供指导，全面提升设备的使用安全性能。基于健康管理理论的大型游乐设施服役状态评价方法在某电磁弹射过山车中开展工程应用，并得出设备的安全等级，有效指导了设备的使用维保，表明了服役状态评价方法的有效性和实用性。