过山车立环轨道设计方法

基于加速度研究过山车立环轨道曲线的设计方法.分别研究向心加速度恒定的立环曲线,加速度恒定的立环曲线和以欧拉螺线为基础的立环曲线.建立三种立环曲线的方程,通过数值方法进行求解,借助Matlab计算在给定初始条件和边界条件下的轨道曲线.以加速度为评判标准来分析三种曲线的优点和缺点,最终得到以加速度为基础的立环轨道曲线设计方...     

大型游艺机——过山车的安全性分析

研究基于虚拟样机技术的过山车的安全性问题,旨在解决传统设计的弊端,有效降低设计成本,提高过山车的安全性能。在ADAMS软件中建立过山车的虚拟样机模型。研究轨道圆环直径、车厢重量、制动力对过山车安全性能的影响,获得以上各参数的合理范围,使车厢连接副受力状况与加速度得到改善,制动力精确性得到提高。为探索运动类特种设备———过山车的安全保障技术提供了新途径。     

无线加速度测试技术在过山车检测中的应用

过山车运行速度快,乘客承受加速度情况复杂,计算加速度与实测加速度相差较大,开展加速度测试非常必要。本文介绍了游乐设施加速度测试要求和无线加速度传感器测量系统工作原理,基于GB8408—2008开发了加速度分析与判别软件,开展了某过山车的加速度测试、分析与判别工程应用。最后,总结了经验和教训。     

考虑轮轨耦合的过山车轨道结构疲劳寿命评估

针对过山车轨道寿命预估难题,完成了基于轮轨耦合关系的过山车轨道寿命预估。首先在ADAMS中基于轮轨耦合进行仿真计算得到轮轨接触力,随后在ANSYS中建立过山车全轨道有限元模型并进行仿真计算,结果显示轨道螺旋段应力明显大于其他轨道单元段,轨道结构中枕轨应力集中现象突出,故以螺旋段枕轨应力最大处作为疲劳校核点。在获得疲劳校核点的应力-时间历程后运用雨流计数法提取循环载荷,最后采用基于疲劳损伤累积理论对轨道进行寿命预估。     

游乐设施G加速度分析与判别方法

加速度是游乐设施安全性的一个重要指标,分析游乐设施加速度对乘客刺激性和安全性的影响,详细解读新颁布游乐设施安全规范中的G加速度的含义和要求,针对动力学仿真分析提出游乐设施G加速度的确定方法。研究新规范中加速度允许值的解析公式及单向加速度与联合加速度之间的关系,结合测试与仿真分析数据的特点,提出一种简单方便的G加速度判别方法。该方法对游乐设施加速度标准的理解和执行有较大的指导意义。采用提出的加速度分析判别方法,给出弹射蹦极最大G加速度估计、过山车组合加速度判别的工程实例。     

基于光纤传感技术的过山车疲劳寿命预测研究

过山车承受复杂随机交变循环载荷,其引起的疲劳损伤是过山车突然失效的主要原因,过山车结构的疲劳及由此引起的安全问题愈来愈突出。本文采用光纤光栅传感器对过山车关键结构的应力进行实时监测。针对实时监测数据,采用双参数四峰谷值雨流快速计数程序,对光纤光栅监测得到的实时应力监测数据进行数据压缩、峰谷值挑选、无效幅值去除等,得到疲劳损伤热点区的有效应力幅。同时采用Miner线性累积损伤理论和名义应力法对过山车热点区的累积损伤和疲劳寿命进行计算与预测。根据热点区2个测点的疲劳寿命分析结果,该过山车轨道的疲劳寿命满足规范基本要求。本文将光纤传感在线实时监测技术与疲劳寿命预测方法相结合,为更加准确的实现过山车的累积损伤及疲劳剩余寿命的实时显示和分析提供了新手段。     

环环把关确保安全

我国把游乐设施分为13大类,就某一类来说,其形式也是多样的,如滑形车类,大型的有过山车,小型的有疯狂老鼠;过山车根据人的姿态又分坐式、站式、俯卧式等,根据座舱位置又分轨道上运行和轨道下(悬挂)运行。并且每一种形式根据设备的地点、投入资金     

魔环过山车提升钩安全销断裂原因分析

魔环过山车为一款大型往复式滑行车,采用机械伸缩式提升钩实现挂钩、脱钩动作,并设置提升钩安全销作为提升钩误动作时的机械保护附件。针对魔环过山车在运行过程中易出现提升钩安全销意外断裂导致的乘客高空滞留问题,本文对提升钩安全销的断裂机理进行了研究,并结合Miner线性累计疲劳损伤理论,对安全销的疲劳寿命进行了理论计算,经计算分析,理论预测寿命与实际寿命误差小于30%,满足工程使用精度。同时为预防其疲劳使用寿命不足造成的意外断裂问题,从设计、制造、检验层面提出处理措施,确保提升钩安全销全周期的安全性。     

圆形巷道围岩弹性应力场的复变函数解析

为得出圆形巷道围岩弹性应力分布特征,采用复变函数对圆形巷道围岩弹性应力进行解析,得到了与应力函数解法相同的应力场解析表达式,证明了复变函数解法求解巷道围岩应力场的可行性.对圆形巷道边界应力分布规律及沿水平线的应力分布规律进行了分析,结果表明:1)圆形巷道边界的径向应力和剪应力等于0,环向应力集中系数随侧压系数和位置角度变化而变化,与巷道半径无关;2)沿水平线的圆形巷道围岩剪应力等于0,径向应力和环向应力集中系数随侧压力系数和巷道半径变化而变化;3)沿水平线方向,侧压系数对巷道围岩径向应力的影响大于环向应力影响.还分析了侧压系数对巷道围岩应力的影响规律,讨论了侧压系数等于0、大于0小于1、等于1和大于1等4种情况下的巷道边界环向应力分布情况,得出了巷道边界环向应力的拉压区域及环向应力集中系数最大位置.     

不同轨道梁模型对磁悬浮车/桥垂向耦合动力响应的影响探讨

磁悬浮铁路大量采用了封闭式高架桥。目前国内的磁悬浮车 /桥动力响应研究的模型中 ,轨道梁大多假设为梁单元。笔者将分别建立梁单元和板壳元的轨道梁模型 ,通过自编车 /桥垂向耦合程序 ,探讨这两种模型在不同车速和轨道状态下对磁悬浮车辆 /桥垂向耦合动力响应的影响。笔者得出在一定车速以下梁单元轨道梁模型梁跨中挠度将稍小于板壳元轨道梁模型的梁跨中挠度 ,而车体加速度相差不大 ,说明轨道梁假设为梁单元是简单合理的 ;不同轨道状态时 ,板壳元轨道梁模型和梁单元轨道梁模型的梁跨中挠度相差不很大 ,但车体垂向加速度相差较大 ,因此 ,在不同轨道状态下轨道梁模型的选取对磁悬浮车辆 /桥动力响应的影响较大。这些研究将对磁悬浮高架线路设计和磁悬浮列车安全运行具有一定的理论指导意义。     

往复式过山车站台安全门系统安全完整性等级（SIL）评价

区别常规提升式过山车,往复式过山车通过往复运动获得最大运行速度,因此过山车会以较高速度反复通过站台位置,站台安全门系统的安全防护可靠性至关重要。本文参照游乐设施安全相关系统安全完整性评价方法,以往复式过山车站台安全门系统为例,从安全相关系统辨识、安全功能风险评价、安全控制回路设计、安全功能SIL评价4个步骤对站台安全门安全相关电气控制系统进行SIL评价,通过元器件选型计算、安全功能试验2个步骤确认逻辑控制回路PL等级,全过程开展了安全功能的安全完整性等级(SIL)评价工作。提高了往复式过山车站台安全门系统的安全等级,降低了站台操作人员与乘客的伤害风险。     

高速铁路轨道的安全管理

高速铁路的轨道结构要求具有高平顺性。为使轨道结构的平顺性持久、稳定 ,需要在设计、施工、管理各个环节进行严格控制。国外高速铁路的运营经验表明 ,轨道的安全管理在实现高速行车时 ,起着巨大的技术保障作用。笔者在分析高速铁路轨道结构的平顺性特征基础上 ,讨论了轨道不平顺管理、列车振动加速度管理、钢轨踏面及伤损管理、无缝线路管理等方面的问题 ,并提出了改进新思路 ,即应建立异常情况下的处理机制。     

基于虚拟仿真的过山车轮架疲劳寿命分析

针对过山车轮架结构疲劳问题的特点和传统疲劳分析方法的不足,研究了基于虚拟仿真的结构疲劳寿命分析方法;采用多种虚拟仿真手段,对过山车进行了多体动力学分析,对轮架结构进行了有限元分析及动态响应分析,对比了多轴疲劳理论的各种损伤模型的特点和适用范围,分别依据最大剪应变准则和Brown-Miller组合应变准则对轮架结构进行了寿命分析,给出了疲劳寿命,并找出了轮架结构的薄弱部位。基于虚拟仿真的过山车轮架疲劳寿命分析方法,为过山车的设计制造、日常维护、安全监察提供了科学依据,同时为结构的多轴疲劳分析提供了新思路。     

滑行车类游乐设施动力学建模与仿真

根据滑行车类游乐设施运行速度高、加速度大、载荷工况复杂,发生事故后果非常严重的现状,认为深入的动力学分析、结构强度校核和寿命分析预测对保证其安全性尤为必要。因而分析滑行车的结构原理,提出其多体系统拓扑构型,包括轮轨关系模型、各零部件之间约束模型。运用图形学方法研究了滑行车轨道建模参数提取和坐标变换技术。通过仿真分析,在设计阶段就可获得滑行车在不同工况下运行时各部件的速度、加速度及载荷时间历程,为结构设计、安全性评估提供可靠依据。实例表明,分析结果与实测数据非常接近,所提出的建模方法是可行的。     

城际铁路地下段运营振动对上部埋地燃气管道的影响

以某城际铁路下穿埋地燃气管道工程为例,应用车辆-轨道耦合动力学理论建立了车辆-轨道垂向耦合动力学模型,计算了250 km/h行车速度下的钢轨扣件支点反力;利用ANSYS建立了包括轨道、隧道结构、土体和燃气管道的三维有限元模型,以钢轨扣件反力为输入荷载,分析了列车运营条件下燃气管道的振动响应特性,并分析了会车对燃气管道振动响应特性的影响。结果表明,当列车单向运营速度为250 km/h时,燃气管道的最大振动加速度为1.175×10~(-3)m/s~2。如果在管道下方会车,列车运行振动对埋地燃气管道的影响范围显著增大,振动位移幅值和加速度幅值增幅分别为85.2%和75.8%,最大位移为2.21×10-5m,最大振动加速度为2.12×10~(-3)m/s~2。根据预测计算结果判断,本工程列车单向运营引起的埋地燃气管道的振动烈度小于I度,会车时振动烈度略大于I度。     

成灌铁路CRTS Ⅲ型板式无砟轨道路基段环境振动特性

为研究CRTSⅢ型板式无砟轨道环境振动特点,对成灌快铁某路基段地面振动进行了现场测试,分析了不同测点地面振动加速度时程特点、频谱特征和铅垂向振级随距离的衰减特性。结果表明:CRH 1型动车组以181 km/h速度通过测试路基地段时,地面振动持续时间约6 s,距线路中心线22 m处振动峰值加速度为60 mm/s2,由于传播过程中的几何阻尼和材料阻尼作用,52 m处振动峰值加速度衰减为10 mm/s2;在22 m处振动能量主要分布在20~60 Hz,传播过程中高频振动随距离衰减更快,52 m处振动能量主要分布在20~23Hz;地面振动垂向振级随距离的衰减符合对数规律。     

大型过山车车体剩余使用寿命评估研究

本文以大型过山车为研究对象,基于游乐设施剩余寿命评估理论,从疲劳、磨损和锈蚀这三个影响大型游乐设施主要受力部件剩余使用寿命的因素出发,对四环过山车车体的重要结构件和重要销轴进行了应力测试和尺寸测量,以测试和测量数据为基础对其进行了疲劳寿命分析、磨损和锈蚀寿命分析,得到了车体重要结构件和重要销轴的剩余使用寿命,进而得到了四环过山车车体的剩余使用寿命为1×10⁵次,折算后的使用期限约为5年8个月。     

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.     

核电工程控制棒驱动机构Ω环水压试验后PT显示问题的处理

文章论述了CRDM Ω环焊接完成后水压试验后在进行液体渗透检验后在母材区域存在圆形显示时所采取的应对措施,从母材的制造标准及现场焊接的标准对照方面入手,分析了制造与焊接时PT验收时的标准的应用差异是造成PT显示的主要原因,通过对显示区域的表面扫描电镜检查、金相检验、理化检测,水压试验与PT显示的关系分析,提出了照用、打磨及打磨后补焊、采用西屋的CSCA预防措施及最终的WSI公司的Overlay四种方式,为核电工程对于Ω环显示问题的处理提出了权威性解决措施。     

大型游乐设施风险评估指标体系的构建与应用

大型游乐设施的风险评估是一种集人、设备、环境和管理为一体的动态定性/定量分析过程。随着大型游乐设施的普及和事故频发,研究构建适用大型游乐设施风险评估技术的风险评估指标体系迫在眉睫。本文从人—机—环—管4个一级指标出发,通过系统分解的方式建立了大型游乐设施风险评估指标体系,包含了14个二级评估指标和94个三级评估指标。最后,以某大型游乐园中的4D过山车为例说明了指标体系的构建方式,在此基础上,参考一种风险评估方法开发了大型游乐设施风险评估系统软件。