基于ANSYS游乐设备大摆锤三维设计

大摆锤是常见的游乐设施，通过整体结构分析，得到大摆锤的整体及各个部件的结构应力。

然而大摆锤的很多工况是不能简化成静力学的，需有动力学解之。

模态分析是动力学分析的基础，大摆锤的悬臂按照一定周期摆动，需对大摆锤的整体结构进行模态分析，这样在产品设计之前可以预先避免可能引发的共振。

大摆锤的立柱是受压缩的细长杆件，当作用的载荷达到或超过一定限度时就会屈曲失稳，除了要考虑强度问题外，还要考虑屈曲的稳定性问题。

图（a）游乐场中大摆锤示意图图（b）大摆锤整体模型图1 大摆锤示意图对大摆锤整体结构强进行动力学评价与分析，分别计算大摆锤转盘在满载和偏载工况下，大摆锤悬臂摆动，对整个结构的影响；以及悬臂的摆角在120°、90°和45°时立柱的结构应力；大摆锤立柱的屈曲分析；悬臂驱动制动分析；整体结构的模态分析。

为顺利安全的生产运行提供数据支持。

2 主要工作内容（1）建立整体的动力学分析模型，计算满载和偏载工况下，立柱的受力情况；（2）计算大摆锤悬臂摆角在120°、90°和45°时立柱的结构应力强度；（3）悬臂驱动制动分析，以及驱动制动对立柱的影响；（4）大摆锤整体的模态分析；（5）大摆锤立柱的屈曲分析。

3 大摆锤的刚体动力学分析3.1 材料参数整体结构材料：Q235钢。

材料力学参量为：材料密度为 =7.85 t/m3。

3.2 几何模型使用通用结构分析软件ANSYS Workbench Environment(AWE)14.0多物理场协同CAE仿真软件，对大摆锤的整体进行建模，分别建立立柱、悬臂、大转盘建，并在软件中进行装配，如图3所示。

（a）大摆锤整体结构（b）转盘局部结构（c） 大摆锤悬臂（d）大摆锤立柱图2 大摆锤整体装配模型3.3载荷与约束立柱的底板固定在地方面，因此在立柱底板与地面之间，施加固定（Fixed）约束，模拟底板与地面之间的紧固连接。

在重力作用下，悬臂绕转筒中心轴转动，在悬臂的横臂的内表面和立柱固定筒之间，施加旋转幅（Revolute），模拟悬臂绕横梁转动。

大摆锤adams驱动函数摘要：1.大摆锤简介2.Adams 驱动函数的概念和作用3.大摆锤与Adams 驱动函数的联系4.Adams 驱动函数在大摆锤中的应用实例5.Adams 驱动函数对大摆锤性能的影响正文：1.大摆锤简介大摆锤是一种常见的游乐设施，它通常由一个巨大的摆锤和一个支撑结构组成。

游客坐在摆锤上，通过重力作用和离心力，体验到惊险刺激的感觉。

大摆锤在游乐园、主题公园和嘉年华等场合非常受欢迎。

2.Adams 驱动函数的概念和作用Adams 驱动函数是一种数学函数，用于描述物体在给定力作用下的运动。

在动力学分析和仿真中，Adams 驱动函数被广泛应用。

它的主要作用是根据施加在物体上的力和物体的质量，计算物体的加速度，从而模拟物体的运动过程。

3.大摆锤与Adams 驱动函数的联系大摆锤作为一种游乐设施，其设计和运动过程的优化需要依赖于动力学分析。

而Adams 驱动函数作为一种数学工具，可以在大摆锤的设计和运动过程中发挥重要作用。

通过使用Adams 驱动函数，可以更准确地模拟大摆锤在运动过程中的力和加速度，从而提高大摆锤的安全性和乘坐舒适度。

4.Adams 驱动函数在大摆锤中的应用实例在设计大摆锤时，工程师可以通过Adams 驱动函数对大摆锤的运动进行仿真。

这有助于优化大摆锤的结构和参数，以确保其在实际运行中具有优良的性能。

此外，在维护和检修大摆锤时，Adams 驱动函数也可以用于模拟不同条件下大摆锤的运动，从而帮助工程师找出潜在的问题并采取相应的措施。

5.Adams 驱动函数对大摆锤性能的影响Adams 驱动函数对大摆锤性能的影响主要体现在以下几个方面：（1）提高安全性：通过使用Adams 驱动函数进行动力学分析，工程师可以确保大摆锤在运动过程中的力和加速度在安全范围内，从而提高游客的乘坐安全性。

（2）提高乘坐舒适度：Adams 驱动函数可以帮助工程师优化大摆锤的运动过程，使其更平稳、舒适。

基于ANSYS游乐设备大摆锤三维设计刘海生;王会刚;董英楠【摘要】结合现代设计理论,进行了游乐设备大摆锤的三维造型.基于有限单元法,对大摆锤转筒及吊臂进行了受力分析,得到了其应力分布场,分析结果对保证转筒及吊臂结构强度有重要的指导作用,对游乐设备大摆锤设计也有一定的参考价值.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2010(000)006【总页数】2页(P45-46)【关键词】游乐设备;大摆锤;转筒及吊臂;有限元法;应力场【作者】刘海生;王会刚;董英楠【作者单位】唐山学院机电工程系,唐山,063000;唐山学院机电工程系,唐山,063000;北京九华游乐设备制造有限公司,北京,100081【正文语种】中文【中图分类】TH121 引言大摆锤游艺机属观览车类游乐设备，座椅分布在六个均匀分布的大臂上，设备顶部由电机驱动使摆锤沿水平面做大角度摆动，同时座椅大转盘在电机的驱动下做360°旋转。

大摆锤游艺机由立柱、吊臂、回转机构、驱动装置、座椅转盘、转筒、侧向固定架等部分组成。

各零部件的安全系数要求很高。

基于大型分析软件，对某厂大摆锤游艺机进行了三维造型，并对关键件转筒及吊臂进行了受力分析，得到了其应力分布场。

2 三维造型三维设计是当今机械设计的趋势，尤其对现代化程度高的企业。

三维造型可以更直观，可以校验机械零部件的运动干涉、装配干涉，还可以为进一步做有限元分析、运动分析等打下基础。

2.1 设备主要参数大摆锤设备主要参数如下：长×宽×高：13×13×11（m）乘载人数：18 人最大摆动半径：13.7m 最大复摆角度：±120°转盘转速：12r/min2.2 造型关键技术（1）大摆锤零部件较多且形状复杂，多为旋转件，呈圆心对称分布。

可以先绘制前视图，再利用旋转、阵列、拉伸切除、倒圆角、钻螺钉孔等特征，从而逐个完成三维造型。

（2）以支架等作为固定零件，之后逐一加入与之有配合关系的相邻零件，完成装配，其中可以添加间隙与过盈关系等。

摆线轮的三维造型及导⼊ANSYS中的⽅法第１６卷第４期２００１年１２⽉北京机械⼯业学院学报ＪｏｕｍａｌｏｆＢｅ４ｉ“ｇＩｎｓｃｉｎｌｔｅ。

ｆＭａｃｈｉｎｅｒｙＶｏｌ＿１６Ｎｏ４Ｄｅｃ．２００ｌ⽂章编号：１００８—１６５８（２００１）０４⼀００４３⼀０５摆线轮的三维造型及导⼈ＡＮＳＹＳ谭⽉胜，姚⽂席，张春燕（北京机械⼯业学院机械⼯程系．北京１０００８５）中的⽅法摘要：摆线针轮减速器⽬前已得到⼴泛的应⽤。

为了提⾼摆线针轮减速器的传动精度并对其做进⼀步的动态分析．要研究摆线齿轮的刚度问题。

摆线齿轮齿廓是⼀种超越函数．在ＡＮＳＹＳ中难于实现模型的建⽴。

⽤Ｐｒｏ／Ｅ建⽴三维造型模型较⽅便，但在Ｐｒｏ／Ｅ与ＡＮＳＹＳ之间将模型以ＩＧＥＳ的形式进⾏模型转换做有限元分析时。

由于诸多因素的影响会产⽣⼀些问题。

研究了对模型进⾏拓扑结构修改的⽅法．然后进⾏⽹格划分作刚度分析。

关键词：摆线针轮；曲⾯造型；有限元分析；刚度分析；拓扑修改中图分类号⼆ＴＨ１３２．４１３；ＴＰ３９１．７２⽂献标识码：ＡＰｒｏ／Ｅ在零件设计、产品组合、模具开发等设计⽅⾯具有强⼤的三维造型功能。

ＡＮｓＹｓ是⼀种较新的有限元分析软件，可⽤于结构分析．热分析等，不但能进⾏静态分析，也能进⾏复杂的动态⾮线性分析。

在ＡＮｓＹｓ中．模型的建⽴极为关键。

由于摆线齿轮齿廊是⼀种超越函数．⽤⾃顶向下的布尔运算⽅法或是⾃底向上的建模⽅法都难于实现模型的建⽴。

⽽在Ｐｒｏ／Ｅ中建模却较为容易。

在Ｐｍ／Ｅ中进⾏建模时，由于摆线齿轮轮廓的特殊性，不能⽤常规的实体特征造型⽅式（如拉伸、旋转、弯曲等），必须运⽤其曲⾯特征。

ＡＮｓＹｓ已经具有与Ｐｒｏ／Ｅ的接⼝模块，但在没有购买接⼝模块的情况下．在将Ｐｒｏ／Ｅ中⽣成的模型以ＩＧＥｓ的形式导⼊ＡＮｓＹｓ时，还要对导⼊的模型进⾏修补才能进⾏有限元分析。

１Ｐｒｏ／Ｅ中摆线齿廓的建⽴摆线轮的齿廓⽅程为［”】：≮：：篡髫㈩ｌ，＝，ｏ—ｒｚｓｌ“卢ｋ嘶ｎ扣和碥ｋ蹦ｃｏｓ五⼀等ｃｏｓ碥⼘⾼赫⼘２考糍收稿⽇期：２００ｌ—ＩＯ⼀０８怍者柏介：谭⽉胜（１９７１⼀），男．湖北利川』、．北京机械⼯业学院机械⼯程系硬⼠研究⽣，主要从事机械传动⽅⾯的研究。

大摆锤结构分析
大摆锤是常见的游乐设施，通过整体结构分析，得到大摆锤的整体及各个部件的结构应力。

玩大摆锤要注意什么?大摆锤结构分析都有哪些内容呢?
大摆锤结构分析
大摆锤由主支架、吊挂装置、摆锤、电气系统组成。

小摆锤的主题部分采用桁架结构，大摆锤外壳为玻璃钢，摆锤上装有坐席、安全压杆，保证游客的安全乘坐。

大摆锤的主传动采用了电机带动回转支承德驱动方式，使电机驱动时能对摆锤的摆动灵活跟踪，实现非匀速转动。

采用气缸使用权，该摆锤实现大幅度摆动。

大摆锤配有功能齐全的电气柜和辅助电器，能确保电机的启动和安全运行，电气柜装有驱动装置的控制电路、电铃按钮，使用非常简便、安全。

大摆锤是一种大型的
游乐设备，常见于各大游乐园。

游客坐在圆形的座舱中，面向外。

通常，大摆锤以压肩作为安全束缚，配以安全带作为二次保险。

座舱旋转的同时，悬挂座舱的主轴在电机的驱动下做单摆运动。

大摆锤的
运行可以使置身其上的游客惊心动魄。

大摆锤属于刺激型的游乐设备。

由于大摆锤是圆圈形状的，乘坐大摆锤时坐在任何位置都没有太大的区别，大摆锤的每一个座位都会被抛到上空。

当大摆锤的最前端从最高点向下俯冲时，最后一排还在爬坡。

这时由于大摆锤前排要拖着后面，所以第一排的速度并不是最快。

在短时间内它虽然处在下降的状态，但是却要被后面的车厢越过高点时的动力所推动才能够继续向前行驶。

所以，不难看出要想感受乘坐大摆锤的刺激感，就要乘坐最后一篇，如果想要安全性更高还是做前排比较稳妥。

游乐设备大摆锤结构分析及测试探讨作者：龙艳寒来源：《科学与财富》2019年第24期摘要：为满足游客的消费需求，实现娱乐设施的多元化，越来越多的游乐场，尝试引进大摆锤，由于缺乏相应的设备管理经验，导致大摆锤安全事故发生率较高，对游客的人身安全以及游乐场自身的发展带来极为不利的影响。

文章以大摆锤作为研究对象，从力学层面，对其主要结构进行分析以及测试，获取相关数据，为后续相关结构设计优化工作的开展提供参考。

关键词：游乐设备；大摆锤；结构分析；测试前言大摆锤作为一种高空高速游乐设施，由于自身的趣味性、刺激性深受广大游客的喜爱，逐步成为主流的娱乐休闲方式。

考虑到我国游乐行业起步相对较晚，各类技术以及管理手段尚不成熟，尤其对于大摆锤这种特种设备而言，在设备研发、制造、日常管理等方面仍然存在不足，这些问题如果得不到有效解决，势必影响大摆锤的运行质效，增加安全风险。

为有效解决这一问题，强化大摆锤的设计与制造水平，文章从多个维度出发，系统探讨大摆锤结构的力学特征，掌握相关参数，旨在提升大摆锤设计、制造能力。

1.大摆锤基本结构与参数为保证大摆锤结构分析与测试质效，提升结构设计的针对性以及有效性，相关工作人员在各项工作开展之初，有必要对大摆锤的基本结构以及相关参数进行细化，从而促进分析测试等相关工作的顺利进行。

与其他游乐设施相比，大擺锤结构相对简单，其主要由大臂、旋转筒、连接臂、座舱、座椅、脚架等部分组成，其具体结构如图1所示：作为现阶段主流的大摆锤设备，大臂运行过程中，其正转、反转最大限度为120°，游客在座舱内达到的最大高度为18.8m，转速为11.3r/min。

为保证整体结构强度，目前大摆锤大臂的重量为5200公斤，连接臂重量为4900公斤，座舱为10430公斤，大摆锤固定部分的重量为45000公斤[1]。

通过对重量的有效控制，使得大摆锤能够一次性满足42名游客的乘坐需求，同时也能够将摇摆的高度控制在合理的范围内，既保证娱乐性又提升安全性。

ANSYS Workbench在舞台机械工程中的应用ANSYS Workbench是一款广泛应用于工程领域的多物理仿真软件平台，它能够实现对各种复杂工程问题的多物理场仿真分析。

管理着强大的预处理及后处理功能，简化了工程师的工程仿真设计流程。

在舞台机械工程领域，ANSYS Workbench的应用对于实现舞台机械系统的设计与优化具有重要的作用。

1. 舞台机械工程概述舞台机械工程是一个涉及舞台机械设备设计、材料选择、结构分析、动力学性能研究等多方面的复杂领域。

舞台机械设备包括舞台平台、吊杆系统、灯光设备、音响设备、特技设备等。

这些设备需要满足载荷能力、振动特性、可靠性等多种要求，因此工程仿真分析在舞台机械工程中的应用十分重要。

（1）结构分析在舞台机械工程中，结构分析是一项关键的任务。

ANSYS Workbench可以帮助工程师对舞台机械设备的结构进行全面的应力、振动、疲劳等分析。

通过实现ANSYS Workbench 对于舞台机械结构的高精度仿真，工程师可以快速准确地获取结构应力分布、变形情况等关键信息，为结构设计提供重要参考。

在舞台机械工程中，一些设备可能需要长时间工作，因此需要进行热稳定性分析。

ANSYS Workbench可以帮助工程师对舞台机械设备的热特性进行仿真分析，包括热传导、热对流、热辐射等。

通过实现对于舞台机械设备热特性的仿真分析，工程师可以评估设备的热稳定性，优化散热结构，提高设备的可靠性。

（3）运动学与动力学分析（4）多物理场耦合分析在舞台机械工程中，许多问题是多个物理场相互耦合的。

灯光设备可能会对舞台平台造成热载荷，吊杆系统的振动会影响周围的声音设备等。

ANSYS Workbench可以实现多物理场耦合的仿真分析，帮助工程师对舞台机械设备的复杂问题进行全面分析。

（1）广泛的适用性：ANSYS Workbench支持多种物理场的仿真分析，可以满足舞台机械工程中的各种问题的仿真需求。

收稿日期：2018-03-27基金项目：山西机电职业技术学院院级课题《基于ANSYS 的六自由度工业机器人研究》的阶段性成果（JKY-18006）作者简介：陈继文（1990 -），男，河南登封人，助教，硕士研究生，研究方向为机器人应用、超细水雾对瓦斯煤尘 爆炸的影响等。

基于ANSYS WORKBENCH 的六自由度工业机器人摆动臂静力学分析与模态分析Static analysis and modal analysis of robot swing arm of six degrees industrial robot based on ANSYS WORKBENCH陈继文CHEN Ji-wen（山西机电职业技术学院，长治 046011）摘 要：工业机器人的刚度和强度直接影响到机器人的精度和寿命，针对六自由度工业机器人摆动臂的静力学特性和结构动力学特性，提出使用Pro/E简化模型，利用ANSYS WORKBENCH有限元分析方法，得到静力学仿真结果和模态分析结果，分析结果对避免应力集中和共振具有一定的指导意义。

关键词：工业机器人；摆动臂；静力学分析；模态分析中图分类号：TP242.2 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2018)10-0056-040 引言六自由度机器人运动灵活，在码垛、搬运、焊接、装配、喷涂等场合有着广泛的应用。

为了保证机械臂运行的可靠性，需要对其进行机械结构分析。

使用实验方法验证机器人结构设计的合理性，成本高，周期长[1]，传统静力学计算方法精度低，过程繁琐。

本文使用Pro/E 软件建立并简化六自由度机器人模型，利用ANSYS 对摆动臂进行静力学分析，得到了摆动臂的应力和应变分布云图，有效的提高了精度，降低了周期，节约了成本。

模态分析可以用来研究结构动力学特性。

本文依据数值模态分析理论，使用有限元分析方法得到了六自由度机器人的六阶模态振动特性，得到了各个部件的固有频率和振型，为机器人结构优化设计和改进提供了理论依据，为设计同类产品提供了借鉴。

基于ANSYS的共振装置三维系统建模及优化设计卢利平;李水良【摘要】为提高小麦联合收割机的使用寿命、降低收割作业过程中产生的共振,基于ANSYS分析理论,对易产生共振的核心装置进行三维系统建模和优化设计.通过分析联合收割机工作机理及运动特点,根据机械振动理论和激振频率模型,利用UG 软件,选取收割机的机架和收割系统作为研究对象,对其进行结构优化后得出三维系统物理模型,并导入ANSYS分析软件进行模态求解分析得出前4阶振型.从振型图可知:优化设计较好避开了共振点.振动试验结果表明:有限元计算的固有频率与振动试验值误差在±8％范围内,机架与割台质量分别降低15.3％和8.8％.由此验证了三维系统建模参数设计的合理性与可行性,从而为类似收割机的振动分析提供思路与参考.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2019(041)008【总页数】5页(P122-126)【关键词】联合收割机;共振;三维建模;模态求解;ANSYS【作者】卢利平;李水良【作者单位】河南职业技术学院,郑州 450000;河南科技大学,河南洛阳 471023【正文语种】中文【中图分类】S2250 引言我国作为小麦主要产出国，多年来众多学者坚持致力于小麦联合收割机的改进与研发，以不断提升收割机开发速度与制造质量。

从收割机本体的机械部件组成角度出发，结构设计已由传统的经验设计持续向利用先进的CAD/CAM方法过渡。

一方面，有限元分析方法作为一种智能的计算机机械结构设计应用手段，在农业机械的设计方面均得到不同领域和范围的体现；另一方面，针对小麦联合收割机在作业过程中整机不同部位受到振动的相互影响，会大大降低收割机的使用寿命和作业效率。

为此，笔者依据收割机设计的基础理论，以ANSYS分析软件为载体，通过了解某型号联合收割机的共振装置(收割机外形图见图1)，对其进行三维建模和优化设计，以期减少收割机整机组件间的共振现象。

1 工作原理及特点小麦联合收割机是一种能够集收割、脱粒、分离麦秆和清除杂余物功能于一身的农业机械，依靠发动机提供动力，通过收割系统将待收割小麦喂入收割装置经脱粒之后通过输送装置排出，同时麦秆及杂余物从另一通道排出，完成收割。

ANSYSWorkbench在舞台机械工程中的应用1、引言舞台机械是兼有起重机械和建筑钢结构双重特点的特种装备。

不同于起重设备的是，舞台机械主要用于载人运动；而不同于建筑静态钢结构的是，舞台机械设备自身参与平移、旋转、升降等运动。

所以，舞台机械的安全性能倍受关注。

ANSYS等有限元分析工具常被用来校核结构强度、刚度等力学性能，受分析人员和行业特点的限制，有限元分析结果合理性也受到质疑，从而不能有效指导工程实践。

目前，行业内对舞台机械结构校核标准也无明确规定，设计人员只能通过设备适用场合主观评估安全系数。

笔者基于工程经验，给出校核方法，供业内探讨。

2 静力学分析判定准则2.1强度判定准则对于线性静态结构，设结构的刚度矩阵为，与时间无关且不含质量、阻尼的外载作用于结构且产生的位移为，根据胡克定律有：（1）ANSYS Workbench的等效应力求解器较全面地考虑各个主应力对结构强度的影响，形状改变比能密度理论[1]认为：在理想外载荷下，结构引起的形状变化的比能达到材料的承受极限时，发生塑性破坏，即：（2）式中，为形状改变能密度，为形状改变能密度极限值，且有：（3）式中，v——泊松比，无量纲；E——弹性模量，单位为MPa；——构成危险点处的三个主应力，单位为MPa。

（4）式中，——材料的屈服极限，当材料无明显的屈服极限时，取为0.2，材料标准拉力试验残余应变达0.2%时的试验应力，单位为MPa。

（5）在舞台机械桁架强度校核中，给定强度判定条件[2,3]：当材料<0.7时有：（6）当材料≥0.7时有：（7）式中，——材料的抗拉强度，单位为MPa；——结构计算应力，单位为MPa；——许用应力，单位为MPa；n——无风工作下的安全系数，n=1.48；——载荷增大系数，按M8的工作级别考虑，取=1.30。

舞台机械行业可选用的金属材料有Q220、Q235、Q345、Q390、20 [3]，结合上述理论不同材料的许用强度见表1。

大摆锤动力学分析实施报告一、引言大摆锤是物理学中经常用来研究力学问题的实验装置，通过重力势能和弹簧势能的转化，能够展示很多与机械能、动能和势能有关的物理现象。

本实施报告旨在通过对大摆锤动力学分析的实施，深入理解大摆锤的运动规律和相关物理概念。

二、实验目的1.学习大摆锤的基本结构和运动特征；2.分析大摆锤在不同条件下的运动规律；3.确定大摆锤的平衡位置以及稳定性。

三、实验装置大摆锤实验装置由一个长度可调节的细线和一个金属小球组成。

小球通过细线悬挂在支架上，可以在不同高度处进行摆动。

四、实验步骤1.将小球悬挂在细线上，使其达到静止状态；2.将小球从一侧拉至一侧，释放球体并观察其运动；3.通过改变小球的起始位置、摆动幅度和细线长度等条件，观察并记录不同情况下的运动规律。

五、实验结果与分析在实验过程中，我们通过改变不同的实验条件，观察并记录大摆锤的运动情况。

根据观察结果，我们可以总结出以下几个规律：1.重力和势能转化规律当小球从较高位置释放时，由于重力的作用，它会向下摆动，并在最低点时获得最大的动能。

而当小球向上摆动时，动能逐渐转化为势能，当小球到达最高点时，动能为零，势能最大。

2.摆动幅度与周期的关系通过观察和记录摆动球的周期，我们可以发现，摆动幅度越大，周期越长。

这是因为摆动幅度增大时，小球所受的重力作用力也增大，因此需要更长的时间来完成一个摆动周期。

3.细线长度与平衡位置的关系通过改变细线的长度，我们可以观察到小球的平衡位置发生改变。

当细线长度较小时，小球会更接近支点附近的平衡位置，而当细线长度增长时，小球往往会偏离平衡位置。

根据实验结果和分析，我们可以得出结论：大摆锤的运动规律和平衡位置都与重力、动能和势能有关。

在实际应用中，我们可以利用这些规律来设计和优化各种力学系统。

六、实验结论通过本次实验，我们深入了解了大摆锤的运动规律和相关物理概念。

我们通过观察和记录实验结果，得出了大摆锤在不同条件下的运动规律，并确定了细线长度对平衡位置的影响。

基于 ANSYS的大摆锤减速机的选型与安装赵九峰【摘要】建立了大摆锤的力学模型，确定了大摆锤减速机在启动情况下，减速机输出扭矩和安装距离的计算公式；结合实例，确定减速机的型号和合理的安装位置，应用ANSYS有限元分析软件，对计算结果进行了仿真分析，为大摆锤减速机的选型和安装提供数据支持。

%Established a mechanical model of Big Pendulum based on the law of conservation of mechanical energy ,to determine the formula of torque output and install distance of Big Pendulum reducer under the condition of starting .to determine the reducer type and reasonable installation location base on the instance ,it also dose a simulation analysis of calculated result by ANSYS ,to provide data support of the selection and installation of Big Pendulum reducer .【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】4页(P5-8)【关键词】减速机;输出轴;扭矩;ANSYS【作者】赵九峰【作者单位】武汉顺源游乐设备制造有限公司，武汉 430034【正文语种】中文【中图分类】TS952.8引言减速机主要应用在包括煤矿、电厂、工程机械等一切与传动相关的领域，其工作的环境一般较为复杂，起的作用也十分重要，一旦出现工作不正常或者失效的情况，后果不堪设想［1］，特别是在游乐设备行业。

基于ANSYS Workbench大摆锤刚体动力学分析赵九峰【摘要】大摆锤是一种大型的游乐设施,乘客乘坐在固接于转盘上的座椅上,经历着摆动加旋转的合成运动,由于大摆锤运行速度高、加速度大、载荷工况复杂,有必要在不同工况条件下对大摆锤的动力学参数进行分析.利用ANSYS Workbench的刚体动力学模块Rigid Dynamics,对大摆锤进行动力学仿真分析研究.分别在满载和偏载的虚拟环境中,模拟大摆锤整体的运动及受力情况,通过仿真分析,在设计阶段就可获得大摆锤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,提高了设计效率和计算精度,为大摆锤的设计提供了参考.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2019(032)001【总页数】4页(P44-47)【关键词】大摆锤;游乐设备;加速度;动力学分析【作者】赵九峰【作者单位】河南省特种设备安全检测研究院,河南郑州 450000【正文语种】中文【中图分类】TH311.40 引言大摆锤是一种高空、高速的大型游乐设施, 乘客乘坐在固接于转盘上的座椅上,经历着摆动加旋转的合成运动,惊险而刺激,深受人民群众的喜爱。

现在几乎每个新建的游乐场或主题公园都要安装大摆锤，但同时也是涉及生命安全、危险性较大的特种设备，其质量与安全性能直接关系到游客的人身安全，因而其安全可靠性极其重要[1]。

大摆锤主要由支架、悬臂、驱动装置、转盘、座椅等部分组成[2]；设备中部为悬臂部件，悬臂部件中心是横臂组焊件有二组驱动装置，分别由电机、减速器、小齿轮、回转支承进行减速。

大摆锤的结构示意图如图1。

在分析大摆锤运行特点和载荷特性分析的基础上，利用虚拟样机技术建立大摆锤整机的动力学模型，在满载和偏载工况下进行大摆锤动力学仿真分析，并与传统力学分析校核结果比较[3]。

基于虚拟样机的动力学分析，计算大摆锤运行过程中的速度、加速度及关键部件的受力情况，减小了常规计算带来的设计误差，提高了设计效率和计算精度，为大摆锤的设计提供了参考。

游乐设备大摆锤的结构研究摘要：随着社会的不断发展，人们对精神上的需求也愈发强烈，对于群众来说游乐场就是放松身心的一个良好去处，不仅有琳琅满目的有个设备，还有各种各样的活动和表演，而大摆锤作为一个惊险刺激的游乐项目深受许多市民的喜爱，本文对大摆锤的结构进行了分析和研究，以供参考。

关键字：游乐设备；大摆锤；结构；研究引言大摆锤是一种大型游乐设施，现如今许多游乐场所都安装了大摆锤来吸引游客和市民，但游乐设施在我国的发展起步较晚，尤其是对于大摆锤这种危险性较强的设备缺乏丰富的经验积累，在设计、制造和维护上出现了许多不足之处，针对这种现象需要对大摆锤的结构进行深入了解，以便在今后的建设中加强整体结构的稳定性，提高安全系数。

1游乐设备中的大摆锤简介大摆锤是一种大型的游乐设施，其主要运功结构分为两个部分，其中之一是通过大臂绕着水平轴进行正反两个方向的转动，而另一个是大臂外侧人们乘坐的圆盘转动，圆盘与大臂垂直相交，而随着这种组合式的转动，人们则会体会到惊险刺激，像摆脱了引力一样的感觉。

大摆锤虽然十分有趣，但其运行过程还是存在一定的危险性，由于其运动结构较为复杂，传统的理论计算方法很难充分考虑到各种复杂情况对整体设备的影响，也就无法做到精确的运动计算。

2影响大摆锤结构安全的因素分析大摆锤从结构上可以粗略分成三个部分，第一是连接地面的整体支架结构，起到了稳定摆锤的作用，为摆锤的运行提供一个可靠的支持，第二是摆臂结构，也是整个大摆锤中运动幅度最大的结构，其主体是一根可旋转的摆臂，最后一个就是连接在摆臂上的圆环，也就是我们游客乘坐的地方，这三个机构的安全隐患都不相同，在实际情况下要独立分析。

2.1基座结构的安全隐患分析基座是支撑整个大摆锤的基础，由于摆臂在来回进行运动，导致基座承受的力在不停的变化，当摆臂运动到最下方时，由于惯性和重力此时摆臂依靠的中轴承受了整个运动过程中最大的力，这个力的方向是向下的，但是在摆臂运行到左右两端时，这个向下的力会分散到于其运行状态相同的方向上，从而给与中轴一个横向的切力，轴承在这种急剧变化的力的作用下，可能会出现严重的磨损，同时四个底座与地面连接的不稳定也会使整个大摆锤处于危险之中，导致危险事故的发生。

探讨使用ANSYS进行起重机设计摘要ANSYS作为一款很好的有限元分析软件,已经被国内外众多单位使用,并取得的良好的经济效益。

在当前我国“节能降耗”的大环境下,作为我们特种设备领域贯彻落实“节能降耗”政策的重要一环,起重机械的节能降耗工作也应当放到我们的议事日程。

下面我结合我们吴江本地一家起重机制造企业的实例,探讨使用ANSYS进行起重机设计。

关键词ANSYS;有限元;起重机;设计起重机械作为我国工矿企业广泛使用的特种设备,在近几年来每年的增长速度都在10%以上,而我国起重机制造企业的设计方法和能力普遍较弱,很多单位仍然沿用二三十年前的老图纸,套图施工,由于老图纸大多采用前苏联设计模式,造成我们现在很多起重机主梁重量偏重、耗材较多。

在当前全国大力推行“节能降耗”的前提下,我国起重机行业的设计方法亟需改进。

我认为ANSYS软件至少可在以下两个方面对起重机设计上提供有力的帮助。

1 建立有限元模型,进行设计后的静态结构校核我们现行的设计方法,往往是沿用我们前辈的智慧,采用经验公式来分析设计我们的主要受力构件和主要零部件,为了使结构能安全、正常的工作,我们要花很大的精力和时间进行强度、刚度和稳定性校核,工作量繁重、复杂,而且易于出错。

而采用ANSYS分析则很直观且准确。

本人利用我们吴江某起重机制造企业的200t桥吊(QD200-17)的主梁(主梁和端梁头部联结体)进行了ANSYS结构静力分析。

由图1可知,主梁的最大变形为15.98mm,最大等效应153.2MPa,该主梁刚度和强度均有符合设计要求的,但同时也可看出该设计留有较大的余量。

还可进行优化设计,减轻自重,节约成本,提高效益。

2 参数化建模,进行优化设计为了提高我国起重机制造企业的设计能力,仅仅利用有限元分析软件对起重机进行结构校核是不够的。

对于企业来说,还必须改变以前传统的设计理念,以“节能降耗”作为企业的长远发展的基石,企业应加快利用优化设计软件进行结构优化设计,降低成本,提高效益。