基于SolidWorks的过山车轨道三维建模仿真.pdf

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1、基于SolidWorks的过山车轨道三维建模仿真银明杨瑞刚杨明亮太原科技大学机械工程学院太原030024摘要：阐述了应用SolidWorks对过山车进行三维参数化设计的方法，通过该方法可以建立出过山车轨道的三维空间模型，并通过该轨道模型对过山车进行动态仿真，有效改进过山车的设计，提高过山车的安全性能。关键词：过山车；轨道；三维建模中图分类号：TH12文献标识码：A文章编号：1001—0785(2012)06—0065—03Abstract：Thispaperdescribesthemethodof3Smodelingparametricdesignofrollerc

2、oasterbySolidWorks．Withthemethod，3Dspacemodeloftherollercoastertrackcanbeestablishedandthedynamicssimulationcanbeperformedtoefectivelyimprovethedesignandthustoimprovesafetyperformanceoftherollercoaster．Keywords：rollercoaster；track；3Dmodeling因此，在进行动态仿真之前，必须建立准确的过0引言山车轨道模型。目前，过山车已是游乐园中一项

3、必备的游乐1过山车及其设计方法简介设施，因其惊险和刺激，深受年轻人的喜爱。在游乐园中过山车成为一项必玩的游乐项目。但是过山车又称为云霄飞车，是一种机动游乐设有人已经开始对我国现有的过山车感到不满足，施，一个基本的过山车构造中，包含了爬升、滑原因在于国内的过山车大多是重复或模仿国外的落、倒转。大部分过山车的每节车厢可容纳2人、过山车，各游乐场的过山车都大同小异，因此，4人或6人，这些车厢利用勾子相互连结起来，就降低了人们的兴趣。为此，各过山车制造厂商纷像火车一样。从最基本层面来看，过山车就是一纷加大投入，设计制造更加新鲜刺激的过山车来部利用重力和惯性使列车沿蜿蜒的轨道

4、行进的吸引消费者。机器。在过山车的设计开发中，设计师们越来越多过山车从20世纪80年代初开始进入中国，我的运用虚拟样机技术对过山车进行虚拟建模，并国过山车制造业仅有30多年的历史，与世界先进以此模型进行动态仿真，以达到降低生产成本、过山车相比，存在较大差距。因此，我国过山车缩短研发周期、提高安全性能的目的。然而，虚的研究和发展具有相当大的空间和前景。过山车拟样机技术在过山车的研发过程中遇到种种难题，的发展取决于其安全性能，但是，安全问题一直首先是如何准确地对过山车轨道进行三维建模，是一个困扰着设计人员的难题。之所以非常困难，原因在于过山车轨道要完成俯目前，过山车的常

5、规设计方法是：1)在电脑冲、翻转、螺旋前进等一系列动作，而这些都是或图纸上设计出过山车的各个零部件及其之间的非常复杂的空间曲线运动，很难在电脑的三维软装配；2)将设计好的过山车制造成实物样机；件中准确实现。如果不能准确绘制出过山车轨道3)将制造好的实物样机在不同的实验条件下(如的三维模型，那么之后对过山车进行的运动学和不同的风速和载荷)进行反复的实验，检测过山动力学分析也不可能准确，这样设计出的过山车车运行的状况是否良好。如果遇上重大改动，必无法保证其安全性，会威胁到游客的生命安全。须重新设计和制造实物样机，重新进行试验。由基金项目：山西省自然科学基金(200801

6、1043—1)，山西高校高新技术产业化项目(20090020)，太原科技大学校博士启动基金(20092050)《起重运输机械》2012(6)此可以看出，如果用常规方法设计过山车，设计过山车轨道不仅有空间的翻转，而且有空间的扭周期长、成本高，更为重要的是过山车的安全还转，所以，尽管过山车左、右轨道中心线和支撑是无法得到控制和保证。管中心线在轨道横截面上的位置关系始终保持不变，还没有办法通过这个横截面的关系就绘制出2基于SolidWorks的过山车轨道模型的三左、右轨道管中心线的三维样条曲线，这就要求维设计方法必须在已知的每一个支撑立柱所在的坐标点处插通过图1过山车轨道

7、的结构简图可以看出，入一个与轨道垂直的平面，该平面是在这个点坐过山车轨道的结构主要由左轨道管、右轨道管、标处轨道横截面所处的平面。在已插入的每一个支撑管和轨枕4部分组成，其中与过山车小车装平面内，将轨道横截面根据轨道实际倾角转动，配并进行过山车动态仿真的主要部分是过山车轨这样就可以得到左、右轨道中心线一系列点的实道的左轨道和右轨道，因此，利用SolidWorks在空际空间坐标，最后根据左、右轨道中心线一系列间上建立过山车左、右轨道的三维模型是设计的点间分段放样，分段放样后的轨道横截面与扭转目标，这既是重点，也是难点。截面可能存在微小的角度差，通过SolidWor