游乐设备大摆锤的结构研究
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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。
大摆锤的物理原理及应用1. 概述大摆锤是一种在物理实验和科学教学中常用的装置,它可以帮助人们理解力学和振动的基本原理。
大摆锤由一个重物和一个可以摆动的杆组成,通过在不同角度下进行摆动,可以观察到一些有趣的物理现象。
本文将介绍大摆锤的物理原理、摆动的规律以及它在科学研究和实际应用中的一些案例。
2. 物理原理大摆锤的运动受到重力和张力的影响,其物理原理可以简单地用牛顿力学来描述。
在摆动过程中,重力对摆锤的作用可以分解为垂直分力和水平分力。
垂直分力通过重物和摆动杆之间的连接产生张力,保持摆动杆的角度不变。
水平分力则会使摆动杆偏离平衡位置而产生摆动。
3. 摆动规律大摆锤的摆动规律可以用简谐运动来描述。
简谐运动是指物体在恢复力作用下沿特定轨迹上做来回振动的运动形式。
根据简谐运动的定义,大摆锤的摆动具有以下几个特点: - 摆动的周期与摆长有关,摆长越长,周期越长。
- 摆动的周期与重力加速度有关,重力加速度越大,周期越短。
- 摆动的幅度与初始角度有关,初始角度越大,摆动的幅度越大。
- 摆动过程中能量的转换,重力势能和动能之间相互转化。
4. 应用案例大摆锤的物理原理和摆动规律在科学研究和实际应用中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用案例:4.1 物理实验大摆锤常用于物理实验室中进行力学和振动实验。
通过调节摆动杆的初始角度和摆长,观察摆动的周期、幅度和能量转化情况,可以验证和实验相关的物理定律,同时帮助学生理解力学和振动的基本概念。
4.2 时间测量由于大摆锤摆动周期与重力加速度有关,因此可以利用大摆锤来进行时间测量。
通过精确测量大摆锤摆动的周期,结合已知的重力加速度数值,可以得到准确的时间测量结果。
这种应用在过去的一些钟表中得到广泛使用。
4.3 摆钟大摆锤的摆动规律和时间测量应用可以被用于设计和制造摆钟。
摆钟通过调节摆长和摆动杆的特性,实现精确的时间测量和显示。
摆钟在古代是人们常用的时间测量工具,现在虽然已经被其他技术所取代,但其仍然具有历史文化价值。
乐高大颗粒大摆锤教案结构作为乐高老师,只知道乐高积木的搭建结构往往还是不够的,要会利用合适的课程内容,运用课程本身让孩子更加深刻的理解知识点,这样孩子才能举一反三,并以此作为创新的起点。
今天我们就来看一下常见的乐高积木的搭建结构都能与什么课程相对应。
常见的固定结构互锁结构互锁结构可以说是乐高搭建中最基础的结构,搭建的乐高作品基本都会用到互锁结构,主要可以分为:平面互锁、阶梯式互锁、拐角互锁和单点互锁。
功能和作用:利用砖将上下两层的缝隙互相锁住,使整个结构更加牢固不易散架。
课程案例:老虎拔牙课程目标:学习互锁结构培养孩子的动手能力搭建主体:牙杯,牙刷老虎拔牙这节课程,牙杯的杯身与牙刷的中间连接部分都用到了互锁结构,其中在搭建杯身这个部分时,孩子也会学习到拐角式互锁。
看守宝藏的蛇(4+)课程目标:学习互锁结构,了解蛇的体态特征和生活习性培养孩子的动手能力搭建主体:蛇,宝藏盒(搭建示范图)看守宝藏的蛇这节课,蛇的身体部分运用了单点互锁结构,宝藏盒的搭建不仅运用了拐角式的互锁结构,在搭建宝藏的盖子时,还运用了阶梯式的互锁结构,学习这节课程,孩子们可以体验到多种的互锁搭建方式。
两点固定功能和作用:两点成一条直线固定课程案例:风扇课程目标:学习两点固定结构以及初步了解齿轮加速原理培养孩子的动手能力搭建主体:手摇风扇(搭建示范图)风扇这节课,两片扇叶分别用曲柄固定在带有小齿轮的轴上,让扇叶不会随意晃动。
三角形结构功能和作用:三角形的三条边确定后,内角无法改变,形状无法改变,因此具有稳定性,可增强物体的稳定性。
课程案例:荡秋千课程目标:学习三角形的稳定性原理。
培养孩子的表达能力。
搭建主体:秋千(搭建示范图)荡秋千这节课,整个秋千的框架呈现出的就是一个三角形的形状,在乐高小人坐的秋千也用到了两点固定的结构。
以上就是乐高中比较常见的固定结构,接下来补充一个小知识。
汉堡包结构功能和作用:通过不同单位零件的转换,利用两点确定一条直线的原理,实现连接、固定梁的目的。
大摆锤动力学分析报告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; (?、90?和45?时立柱的结构应力强度; 2)计算大摆锤悬臂摆角在120(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3,整体结构材料:Q235钢。
材料力学参量为:材料密度为 =7.85 t/m。
第1页共26页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。
乐高大摆锤的工作原理
乐高大摆锤是一种基于物理学原理的机械装置,利用了力的平衡与能量转换的原理来实现摆锤的运动。
它通过简单的结构和巧妙的设计,展示了物理学原理在实际中的应用,可以帮助人们更直观地理解力学和动能转换的概念。
乐高大摆锤主要由以下几个部分组成:支架、摆锤、支点及调节装置。
它的工作原理可以分为以下几个步骤:
第一步,起始位置:摆锤处于静止状态,支架固定在地面上,摆锤悬挂在支点上方。
在这个时候,摆锤具有势能,因为它高度较高,同时具有重力势能。
支点处于固定状态,不动。
第二步,释放摆锤:当摆锤以某种方式受到力的作用,例如被人用手推动,或者通过其他的装置释放时,它将开始摆动。
在这个过程中,摆锤的动能逐渐增加,而势能则逐渐减小。
第三步,摆锤运动:摆锤在支点处会以一定的角度摆动,这是因为天然愿意运动到势能最低的位置。
在这个阶段,摆锤的动能和势能不断地相互转化,动能在摆动的过程中逐渐减小,而势能逐渐增加。
第四步,静止状态:当摆锤摆动的动能逐渐转化为势能后,最终到达最高点时,摆锤将再次处于静止状态,同时势能达到最大值。
这时摆锤将重新转化为动能开始摆动,周而复始。
乐高大摆锤正是通过以上简单的力学原理来实现摆锤的运动。
摆锤的运动是基于能量的转化,利用了地球引力和支点的作用,同时也展示了势能和动能的转换。
这些物理学原理贯穿了大摆锤的整个运动过程,使得乐高大摆锤成为了一种直观、生动的演示装置,可以帮助人们更好的理解物理学中的一些重要概念。
大型游乐设施主轴结构受力及缺陷研究摘要:目前,我国的经济在快速发展,社会在不断进步,我国工程建设在不断完善,本文针对大型游乐设施主轴无法拆卸导致难以进行无损检测的难点,从主轴的结构,受力和产生缺陷类型三个方面出发,研究分析了主轴的不同结构,受到的各种力和载荷,从而产生的内外部缺陷类型和位置。
对主轴的无损检测前期工艺流程的制定提供了理论的支撑,同时使检验人员对主轴的结构,受力和缺陷有了全方位的了解。
关键词:大型游乐设施;主轴;受力分析;缺陷分析引言YGPPZ型游艺机是一种使长排座椅保持水平位置,由一对相互平行绕水平轴做旋转运动的摇臂带动座椅沿铅垂平面做平移与圆周回转复合运动的游乐设备。
回转装置(包括立柱、主轴装配总成、摇臂总成、配重等)是该型游乐设备的关键部件之一,其运动形式为:摇臂上升过程中,传动机构、配重共同带动主轴、摇臂总成转动;摇臂下降过程中,传动机构、摇臂总成共同带动主轴、配重转动。
在运动过程中,主轴受力情况复杂,有些部位容易产生应力集中,有些部位所受应力较小,强度、刚度等富余量大,科学、合理地设计主轴,对其结构进行优化,改善主轴受力情况,延长使用寿命,提高材料利用率,具有较显著的工程意义。
1主轴的结构及受力分析游乐设施监督检验规程(试行)和相关通用技术条件都对于轴类无损检测提出相关要求。
实际检测中大部分飞行塔类、自控飞机类、陀螺类和观览车类主轴都属于不可拆卸轴,把主轴拆下来基本需要拆卸量占设备总体结构的一半以上。
因此对于主轴的检测一般采用超声检测方法。
为了更好的运用超声检测方法有针对性的对主轴容易出现缺陷部位进行无损检测,需要对主轴的结构特点和受力特点进行分析。
这样在进行无损检测时才能够知道哪些部位为重点探测部位,能够对出现的缺陷信号进行位置和类型进行判断。
1.1主轴结构分析轴按结构分类可分为光轴、阶梯轴、空心轴和异形轴(包括曲轴、凸轮轴和偏心轴等),应用于不同使用要求的场景。
而在轴中压装部位、变截面部位、装配部位的受力和结构特点复杂,从这两方面进行分析对缺陷产生原因和产生部位有所了解。
表达对爸爸的爱的短句
1. 爸爸,您是我生命中最重要的人,我无法想象没有您的存在。
2. 您是我最敬爱的人,您的一举一动都深深地影响着我。
3. 您对我的关爱无微不至,无论是生活上还是学习上,您总是给予我最大的支持和鼓励。
4. 您是我坚强的后盾,无论遇到什么困难,我都能够依靠您的力量去克服。
5. 您的智慧和经验是我学习的楷模,我常常向您请教各种问题,您总是耐心地给我解答。
6. 您教会了我做人的道理,您的言传身教使我懂得了诚实、宽容和善良的重要性。
7. 您是我心中的英雄,您的勇敢和坚强让我崇拜不已,我希望能够像您一样坚毅地面对一切困难。
8. 您总是默默地为我们付出,为了我们的幸福,您不惜劳累,我真的非常感激您。
9. 您对家庭的责任心让我深感敬佩,您总是尽最大的努力让我们过上幸福美满的生活。
10. 您是我人生中最重要的榜样,我会努力学习,成为一个对社会有用的人,为您争光。
株洲方特大摆锤描写片段
摘要:
I.引言
- 介绍株洲方特游乐园的大摆锤。
II.大摆锤的构造和操作
- 描述大摆锤的构造和操作过程。
III.游客的体验
- 分析游客在大摆锤上的体验。
IV.大摆锤的受欢迎程度
- 介绍大摆锤在株洲方特游乐园中的受欢迎程度。
正文:
株洲方特游乐园的大摆锤是一项非常刺激的游乐设施,吸引了大量游客前来体验。
大摆锤由一个巨大的金属圆圈组成,游客坐在圆圈上,然后被提升到高空。
当圆圈到达最高点时,它会突然加速并开始摇摆,游客会感受到极度的重力和加速度。
在摇摆的过程中,游客可以欣赏到美丽的株洲方特游乐园全景。
大摆锤的操作过程非常简单,游客只需要坐上圆圈,系好安全带,然后等待操作员启动游乐设施。
当圆圈被提升到最高点时,游客会感到非常紧张,因为他们知道接下来会发生什么。
当圆圈开始摇摆时,游客会感受到极度的重力和加速度,这会让他们感到非常刺激和兴奋。
游客在大摆锤上的体验是非常独特的。
他们可以感受到自由落体的感觉,
同时还可以欣赏到美丽的全景。
有些游客可能会感到害怕,但当他们结束体验时,他们会感到非常兴奋和满足。
大摆锤是株洲方特游乐园中最受欢迎的游乐设施之一,每天都吸引了大量游客前来体验。
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。
大摆锤的物理原理大摆锤是一种由铁链或绳索悬挂的巨大金属球体。
它常见于公园和游乐场,并以其规模庞大和动态运动而广受欢迎。
虽然大摆锤看起来很简单,但它背后涉及到一些基本的物理原理和数学公式。
以下是大摆锤的物理原理的简要说明。
首先,让我们考虑大摆锤的平衡位置。
在这个位置上,重力和张力相互平衡,没有任何净力作用于大摆锤上。
这意味着大摆锤保持静止。
当大摆锤从平衡位置偏离时,存在一个回复力将其拉回。
这个回复力是由张力提供的,张力是由铁链或绳子上的拉力产生的。
当大摆锤向一侧摆动时,重力将会使其趋于位置的最低点,这是因为重力总是指向地球的中心。
重力的作用导致了大摆锤回归到其平衡位置的过程。
然而,在大摆锤对面的位置,重力将会产生相同强度但方向相反的力。
这将导致大摆锤再次向另一侧摆动。
这一过程不断重复,大摆锤会在中心位置附近来回摆动,直到阻力或其他外力使其停止。
大摆锤的运动可以使用简单的物理公式和方程来描述。
例如,大摆锤的周期(从一侧摆动到另一侧再返回的时间)可以由以下公式计算:T=2π√(L/g)其中,T是周期,L是大摆锤的长度,g是重力加速度。
这个公式表明,周期与链长成正比,与重力加速度的平方根成反比。
这意味着,大摆锤越长,其周期越长;重力加速度越大,周期越短。
此外,大摆锤的摆动周期与摆动幅度也有关系。
根据互补幅度原理,当摆动幅度较小时,大摆锤的周期会更接近其理论值。
随着摆动幅度的增大,实际周期将会变得较长。
总结起来,大摆锤的物理原理是基于重力力和张力的相互作用,通过摆动来实现。
重力使大摆锤回归到平衡位置,而张力为其提供回复力。
大摆锤的运动可以用周期与摆动幅度、链长和重力加速度之间的关系来描述。
此外,动能和势能的交换也是驱动大摆锤连续摆动的重要因素。
大摆锤的工作原理
五一将至大家想好去哪里玩了吗,相信很多人会选择去游乐园玩,游乐园里的大摆锤是最后欢迎的游乐设备,那么大家知道大摆锤是怎样运行的吗,
大摆锤的工作原理分析如下;
大摆锤的主传动采用了电机带动回转支承的驱动方式,使电机驱动时能对摆锤的摆动灵活跟踪,实现非匀速转动。
采用气缸使用权摆锤实现大幅度摆动。
摆锤配有功能齐全的电气柜和辅助电器大摆锤,能确保电机的启动和安运行,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。
大摆锤用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点,在重力作用下在铅垂平面内作周期运动,就成为单摆.摆钟就是靠这个原理制作而成的。
单摆是一种理想的物理模型,它由理想化的摆球和摆线组成.摆线由质量不计、不可伸缩的细线提供;摆球密度较大,而且球的半径比摆线的长度小得多,这样才可以将摆球看做质点,由摆线和摆球构成单摆。
大摆锤的动力来源有很多种,有靠电趋势的,有靠发条带动齿轮的,还有点之间靠重锤的重力来回运动。
超级大摆锤又名大摆锤、流星锤,是目前国际上流行的新型游乐设备,也是游乐园最受欢迎的项目之一。
同时大摆锤属于刺激型的游乐设备。
所以大家在乘坐时一定要按规定要求乘坐。
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。
大摆锤原理大摆锤,又称万有引力摆,是一种简单而又神奇的物理实验装置。
它由一根长绳悬挂着一个重物组成,通常用来演示万有引力和摆动规律。
大摆锤的运动规律深受人们的喜爱,因为它可以通过简单的实验,直观地展示出一些深奥的物理原理。
首先,我们来看一下大摆锤的基本构造。
它由一个重物(通常是一个金属球)和一根长绳组成。
重物通过绳子悬挂在一个固定的支点上,形成一个摆。
当重物被拉到一侧,释放后它会沿着一个特定的轨迹来回摆动,直到最终停下来。
这种摆动的规律正是大摆锤原理的核心。
其次,我们来探讨大摆锤背后的物理原理。
大摆锤的运动规律是由几个因素共同决定的。
首先是重力,重物受到地球引力的作用,使得它始终沿着一个固定的轨迹做简谐运动。
其次是摆长,摆长的不同会影响摆动的周期和频率。
最后是初速度,释放摆时的初速度也会对摆动的规律产生影响。
这些因素共同作用,决定了大摆锤的运动规律。
接着,我们来看一下大摆锤的应用。
大摆锤的运动规律不仅仅是一种物理实验,它还有一些实际的应用价值。
例如,在钟表制造中,摆轮的摆动规律就是基于大摆锤原理设计的。
此外,大摆锤的运动规律也可以应用在天文观测中,帮助科学家研究天体运动规律。
最后,我们来总结一下大摆锤原理的重要性。
大摆锤的运动规律不仅仅是一种有趣的物理现象,它还对我们理解自然规律有着重要的意义。
通过对大摆锤原理的研究,我们可以更深入地理解万有引力和摆动规律,这对于推动物理学的发展具有重要的意义。
综上所述,大摆锤原理是一种简单而又神奇的物理现象,它通过简单的实验装置,展示出了万有引力和摆动规律。
大摆锤的运动规律受到重力、摆长和初速度等因素的共同影响,这些规律不仅仅具有实验价值,还有一些实际的应用价值。
通过对大摆锤原理的研究,我们可以更深入地理解自然规律,推动物理学的发展。
因此,大摆锤原理的研究具有重要的意义,值得我们深入探索和研究。
游乐设备大摆锤的结构研究
发表时间:2018-07-02T16:41:28.590Z 来源:《科技新时代》2018年4期作者:宋新武尹超波
[导读] 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。
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。
2.2摆臂结构的安全隐患分析
摆臂承担的是左右摇摆的任务,同时也传递了圆环转动所需要的力,所以摆臂需要在两个层面上保证质量,首先就是与圆环和中轴稳定的连接,只有这一结构的稳定才会使圆环上的游客得到安全保障,否则摆臂发生结构性断裂则会导致圆环顺着当前运动方向飞出,而摆臂同样也要做到稳定的转动,由于游客乘坐的区域是圆环的末端,摆臂的转动出现一丁点问题都会被放大,最终导致游客的安全受到影响。
2.3圆环结构的安全隐患分析
圆环是游客乘坐的地方,分析这里安全隐患要着重从游客的座椅处入手,如果游客在游玩过程中,大摆锤的座椅没有牢牢地束缚住游客,则很可能会发生严重的安全事故,在设计时要充分考虑到各种不同体型的人,完善座椅的设计理念,保证游客的人身安全。
2.4大摆锤设计的总结分析
在大摆锤设计时要充分考虑到各种条件的影响,比如自然界中风的影响,由于风速过快可能导致摆臂的摆动不平衡,这要从发动机工作机理和整个传动结构处寻找解决方案,而大摆锤承受的重量会随着摆动变化,例如重70KG的人在摆锤运行到最下端时一定会给一个更大的重力,所以要充分结合摆锤的摆动速度,运动的角速度和摆臂的长度来合理分析整体结构承受的力,确保满足基本的运行要求。
在摆臂运动时要分析周围环境的影响,避免游客的身体接触到周围的障碍物,同时制动装置的制动力矩应不小于1.5倍的额定负荷力矩,以达到保证安全的效果。
3游乐设备大摆锤的应力分析与测试
当一种材料在外力的作用下而不能产生位移时,其几何形状和受力方向上的尺寸就会发生变化,这种形变我们称之为应变,而如果材料内部产生了大小相同,方向却相反的作用力来抵抗外力时,这种单位面积上的反作用力就是应力。
依据应力和应变的方向关系,可以将应力分为正应力σ和切应力τ,正应力的方向与应变方向平行,而切应力的方向应与应变方向垂直,按照载荷作用的形式不同,应力也可以分为拉伸压缩应力、扭转应力和弯曲应力。
应力的一大特点就是会随着外力的增加而增加,所以在大摆锤的应力测试中,需要科学制定测试方案,尽可能保证测试结果满足实际需求的同时不会对材料造成严重的破坏。
为了测试材料是否会因应力而发生断裂,需要进行最大拉应力测试,而这一过程需要考虑到许多影响,首先就是摆臂的自重和圆环的重量,然后是角速度以及摆臂的长度,最终得到摆臂真实承受的应力结果,但这种测试并不是十分准确的,由于理想状况下游客乘坐的座舱是平均分布在圆环上,同时其自转的力也没有进行充分考虑,所以可能会导致测试结果小于大摆锤实际承受的力,这就需要我们在设计中添加一个常量,以满足各种情况下的应力变化,一般这个数值设置在1.5,也就是说材料的应力承受能力要大于实际测量得到数值的1.5倍才能保证整体结构强度,提高设备的安全性能。
具体的应力测量方法可以选用电阻应变测量,利用电阻应变片作为传感元件,把被测量的物体表面的物理量、力学量和机械量等非电量转化成电量进行测量的一种方法,在实际测量时要考虑到大摆锤运动速度十分快,可能传统的有线连接会出现许多困难,这时就需要遥控测试数据记录系统的帮助,通过与计算机的连接实现对所有终端的无线控制。
4游乐设备设备大摆锤结构研究
由于大摆锤运动的方式主要有两种,摆臂以横梁的中轴为支点进行摆动的同时,座舱也会进行自转,所以这种受力模型很难进行理论
上的精确计算,可以通过两种运动方式的函数图像进行结合来明确整体运行时最大力产生的时间和位置,从而针对这一部分的结构进行特殊强化。
大型游乐设施与其他的机械设备不同,其在运行时由于载重的游客数量不同,导致大摆锤在实际运行时,可能会出现偏载运行的情况,设置一个极限值分析后发现,在座舱游客全分布在一侧占据整个圆环的二分之一时,由于偏载作用导致载荷量减小,惯性的力也随之减小,导致回转支承在不同时间内所受的力矩方向变动十分明显,但力的大小变化不大。
但就算力的大小没有变化,依然也要在实际运行中合理分配游客,保证座舱连接的圆环受力均衡,这样才能最大限度的延长整体结构的寿命,更好的保证安全。
结语
游乐设施的发展需要充分考虑到安全因素,所以需要对大摆锤的整体结构进行详细的分析并测量其运功过程中的各种状态,实际中要对不同结构和材料的设备进行研究,从而找到最科学合理的大摆锤结构,更好的对当下设计进行改进。
参考文献
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[3]郑太松. 大摆锤机械模型[P]. 广东:CN206961412U,2018-02-02.
第一作者
宋新武 1984.10.1 男湖北随州本科深圳华侨城文化旅游科技股份有限公司机械设计工艺工程师 518100 游乐设备钢结构设计制作第二作者
尹超波 1983.2.4 男湖北应城本科深圳华侨城文化旅游科技股份有限公司厂长 518100 游乐设备钢结构设计制作。