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1、DOI:10.16182/j.cnki.joss.2006.s1.085第18卷增刊1系统仿真学报©Vol.18Suppl.12006年8月JournalofSystemSimulationAug.,2006过山车动态仿真建模方法研究1,21113梁朝虎，沈勇，丁克勤，陈钢，黄伟（1.中国特种设备检测研究中心,北京100013;2.北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100086（3.广西大学机械工程学院,南宁530004）摘要：随着过山车速度及运动复杂性不断提高，其研制过程的动力学分析、安全
2、评价愈显重要，传统方法已很难满足要求。采用虚拟样机技术和图形学方法对轨道模型、车辆拓扑结构以及轮轨关系等过山车动力学建模中的关键问题进行研究，并在ADAMS软件中实现。通过仿真分析，在设计阶段就可获得过山车在不同工况下运行时各部件的速度、加速度及载荷变化曲线，为进一步的强度校核、安全性分析提供可靠依据。关键词：过山车；虚拟样机；建模；动态仿真中图分类号：TH12文献标识码：A文章编号：1004-731X(2006)S1-0280-03ResearchonRollerCoasterDynamicMod
3、elingandSimulation1,21113LIANGZhao-hu,SHENYong,DINGKe-qin,CHENGang,HUANGWei(1.ChinaSpecialEquipmentInspection&ResearchCenter,Beijing100013,China;(2.SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation,BeihangUniversity,Beijing100083,China;(3.SchoolofMechanicalEn
4、gineering,GuangxiUniversity,Nanning530004,China)Abstract:Thedynamicanalysisandsafetyevaluationisimportantduringtheperiodofdevelopingarollercoasterforitshighspeedandcomplexmotion.Thetraditionalmethodscannotmeettheneeds.Themodelingmethodsoftherailtrackan
5、dvehicleoftherollercoasterwereresearchedbythevirtualprototypingtechnologyandgraphicstheories.AvirtualprototypemodelofarollercoasterwasbuiltinADAMSsoftware.Velocity,accelerationandforcecurvesoftherollercoasterunderdifferentworkconditionsweregainedthroug
6、hdynamicsimulation.Theseareessentialforitsstrengthverificationandsafetyanalysis.Keywords:rollercoaster;virtualprototype;modeling;dynamicsimulation1和设备的安全，是过山车生产厂家急需解决的问题。引言动力学仿真技术的发展成熟，使得基于仿真模拟的过山素有“游艺机之王”的过山车是大型游乐园的必备设施，[2]车运动学、动力学分析成为可能。本文根据图形学原理，深受青
7、少年的喜爱。随着人们求新、求异、求变心理和消费采用齐次坐标变换实现了过山车轨道建模，分析研究了过山需求的多元化，过山车正朝着更高、更快、更刺激的方向发车的拓扑结构及轮轨关系，并以某企业设计的一台过山车为展。目前，国外过山车的最高速度可达206km/h，国内过山例建立虚拟样机，分析了运行过程中的速度、加速度及关键车的最高速度也可达95km/h。在高速、高刺激的情况下保部件受力情况。[1]证高度安全，是过山车设计、制造的关键所在。这就要求1问题分析过山车运行过程中的速度、加速度必须在人的承受范围内，各零
8、部件上的静、动载荷必须在其强度范围内。研究表明，过山车在高速运行的过程中，时而急速下滑，时而急速2一般人能承受的加速度为4g（g为重力加速度9.8m/s），短上升，时而急速转弯，时而急速翻滚，失重、超重、离心等时间里可承受5g-6g，加速度超过8g会给人的生理机能或器现象不断出现。为保证车辆始终沿空间轨道运行，完成各种官造成伤害。由于运动的复杂性，要对其进行运动学、动力预定动作，过山车的轮轨关系不同于一般轨道车辆。轨道由学分析，掌握过山车运行过程中的速度、加速度及各部
