徐梦超， 张林浩， 王 坤， 邢海军

(石家庄铁道大学 机械工程学院，河北 石家庄 050043)

结构分析是过山车研发中必不可少的科学研究手段。过山车在运行过程中会承受较大的惯性力及惯性力矩，而这些惯性力反映到车体上就是更大的承载力，这就对过山车的结构提出了更严格的要求。过山车的车体结构设计有2个难点：①由于过山车运动时，其位移、速度、加速度及运动副的约束力实时变化，如何确定车体承受最不利的载荷工况；②车体承受的载荷包括3个方向的力和3个方向的力矩，在载荷已知的情况下，如何确定车体中最危险的位置。为解决上述2个问题，利用ADAMS软件的动力学分析功能确定了过山车连接副承受的实时载荷，按照游乐设施安全规范[1]基本设计规定要求，利用ANSYS软件强大的概念建模功能和分析功能完成了车体结构的工作能力分析。

1 过山车车体承受载荷的提取

为了明确过山车连接位置承受的载荷，需要对整个过山车进行动力学建模与仿真计算[2]，采用ADAMS软件完成这一过程。建模时，将构件建为刚体，每2个刚体根据构件关系建立连接副，连接副建立在受力中心点，仿真完成后，提取连接副的载荷(3个方向的力，3个方向的力矩)，提取的载荷数值必须相对于连接副安装位置的活动坐标系，具体建模时在ADAMS中根据连接副的中心坐标建立MARAKER点[3]，且MARAKER点建立在part上，将连接副建立在MARAKER点上，连接副的坐标系方向应与整体坐标系方向一致。

图1 座椅架结构图