過(guò)山車(chē)輪軌摩擦實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)性能研究.pdf

1、過(guò)山車(chē)常見(jiàn)于游樂(lè)園和主題樂(lè)園中，深受廣大游客的喜愛(ài)。它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程包含了許多物理學(xué)原理，在高速運(yùn)行的過(guò)程中，失重、超重、離心等現(xiàn)象不斷出現(xiàn)，其運(yùn)行過(guò)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(guò)山車(chē)的運(yùn)行過(guò)程就是初始的重力勢(shì)能被輪軌摩擦和其他阻力不斷消耗的過(guò)程，所以輪軌系統(tǒng)摩擦的大小直接決定了過(guò)山車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能?，F(xiàn)有的過(guò)山車(chē)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(guò)山車(chē)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(guò)山車(chē)的整體設(shè)計(jì)水平。
　　本文首先介紹了過(guò)山車(chē)輪軌系統(tǒng)摩擦系數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)過(guò)程，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)可更換安裝不同類(lèi)型的輪組和軌道，分別測(cè)量在不同壓力和速度下過(guò)山車(chē)輪系中的輪組與軌道之間的摩擦系數(shù)，適用于不同類(lèi)型的過(guò)山車(chē)，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(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(tái)虛擬樣機(jī)的剛?cè)狁詈夏Ｐ停瑢?duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行研究，保證實(shí)驗(yàn)臺(tái)的性能。最后，通過(guò)列舉不同的數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)虛擬樣機(jī)進(jìn)行仿真測(cè)試分析，利用MATLAB軟件對(duì)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(tái)的可行性。本研究工作證明了所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的可行性，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿(mǎn)足要求