典型游樂設(shè)施復(fù)雜工況下風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及故障預(yù)防

陳飛

摘要

我國(guó)正處于一個(gè)繁榮昌盛的階段，為充分滿足大眾的娛樂生活，游樂設(shè)施成為重要的組成部分，給大家?guī)須g樂。但是，游樂設(shè)施在復(fù)雜工況的表現(xiàn)上也日趨突出，這就需要針對(duì)游樂設(shè)施復(fù)雜工況開展有效的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，同時(shí)堅(jiān)持在故障預(yù)防分析手段上保持足夠的進(jìn)步。文章就此展開討論，并提出合理化建議。

【關(guān)鍵詞】典型 游樂設(shè)施 復(fù)雜工況 風(fēng)險(xiǎn) 故障

游樂設(shè)施復(fù)雜工況的存在，客觀上是必然的現(xiàn)象。所以，典型游樂設(shè)施復(fù)雜工況的操作和處理，必須保持謹(jǐn)慎的工作態(tài)度，這樣才能確保游樂設(shè)施的安全運(yùn)行，保障游客的人身安全。

1 典型游樂設(shè)施復(fù)雜工況的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

為確保游客人身安全，排除游樂設(shè)施的安全隱患，必須堅(jiān)持在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面，按照科學(xué)、合理的手段來完成，才能杜絕嚴(yán)重的安全事故。應(yīng)從以下兩個(gè)方面來努力：

1.1 使用維護(hù)評(píng)估

嚴(yán)格按照使用維護(hù)說明書要求，完成日檢、月檢、年檢工作。特別是對(duì)主要受力零部件和關(guān)鍵銷軸、焊縫要重點(diǎn)關(guān)注，如若發(fā)現(xiàn)故障要及時(shí)停機(jī)進(jìn)行檢查維修，并及時(shí)反饋故障給設(shè)計(jì)等相關(guān)部門。

1.2 安全性能評(píng)估

使用動(dòng)力學(xué)軟件實(shí)時(shí)模擬整個(gè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，結(jié)合有限元軟件計(jì)算結(jié)構(gòu)在自重、風(fēng)載、雪載、溫度、地震等工況下強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、疲勞等分析，滿足特種設(shè)備安全要求，本文將重點(diǎn)對(duì)安全性能評(píng)估進(jìn)行說明。

2 典型游樂設(shè)施復(fù)雜工況的安全性能評(píng)估

2.1 虛擬樣機(jī)技術(shù)

采用虛擬樣機(jī)技術(shù)，在準(zhǔn)確建立設(shè)備模型的前提下，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)模擬設(shè)備運(yùn)行過程，觀察并記錄其運(yùn)行狀態(tài)、動(dòng)態(tài)受力過程、控制參數(shù)曲線、控制邏輯等，進(jìn)行關(guān)鍵部件安全性能分析，在游樂設(shè)備的安全評(píng)估、事故再現(xiàn)與分析、設(shè)計(jì)驗(yàn)證、運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)與完善等方面發(fā)揮作用。現(xiàn)在游樂設(shè)施運(yùn)動(dòng)形式越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)的手工計(jì)算和有限元分析無法窮盡其最大受力狀態(tài)，需結(jié)合多體動(dòng)力學(xué)軟件進(jìn)行多工況實(shí)時(shí)模擬，才能盡可能地對(duì)項(xiàng)目精確計(jì)算。在相關(guān)研究過程中，運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù)，給出了大型室內(nèi)游樂設(shè)施中某飛翔式球幕項(xiàng)目的建模過程，并通過ADAMS軟件對(duì)某飛翔式球幕項(xiàng)目的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬。設(shè)備在規(guī)定驅(qū)動(dòng)曲線下運(yùn)動(dòng)，分析滿載、偏載、地震等工況下設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，排除運(yùn)動(dòng)奇異點(diǎn)。得出乘客在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中加速度曲線，分析乘客舒適性。得出關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)副上力和力矩曲線，為有限元分析做準(zhǔn)備。

2.2 剛?cè)狁詈戏治?/p>

為了實(shí)時(shí)觀察某些重要且模型規(guī)模不大的結(jié)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中應(yīng)力的變化狀態(tài)，我們做了剛?cè)狁詈戏治觯贏NSYS軟件中建立有限元模型，并輸出mnf模態(tài)中性文件，mnf文件替換ADAMS中剛體模型，剔除不必要的模態(tài)后，運(yùn)行分析即可得到整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中應(yīng)力變化狀態(tài)，如圖3為活動(dòng)平臺(tái)Os時(shí)應(yīng)力結(jié)果。

2.3 有限元分析

剛?cè)狁詈戏治鲋颠m用于計(jì)算規(guī)模較小的結(jié)構(gòu)，當(dāng)計(jì)算規(guī)模非常大時(shí)，我們可以根據(jù)ADAMS動(dòng)力學(xué)分析中各運(yùn)動(dòng)副受力，找出結(jié)構(gòu)受力較大的一個(gè)或多個(gè)時(shí)間點(diǎn)，導(dǎo)出這些時(shí)間點(diǎn)力和力矩?cái)?shù)據(jù)，在ANSYS中建立有限元模型，施加載荷和約束并求解，如圖4為整體支撐架應(yīng)力結(jié)果。

2.4 安全性能校核

根據(jù)上面計(jì)算結(jié)果進(jìn)行剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性、疲勞等校核，得到整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力強(qiáng)度安全系數(shù)大于3.5，關(guān)鍵銷軸、螺栓、焊縫應(yīng)力強(qiáng)度安全系數(shù)大于5，地震工況下結(jié)構(gòu)不發(fā)生永久變形，脈沖循環(huán)疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)大于1.73，符合游樂設(shè)施安全規(guī)范GB 8408-2008安全要求。

3 總結(jié)

現(xiàn)階段的典型游樂設(shè)施，基本上能夠?qū)︼L(fēng)險(xiǎn)有效的評(píng)定，在故障預(yù)防的體系上也是比較完善的。在今后的工作開展上，必須堅(jiān)持做出大量的探討、分析，要加強(qiáng)工作的可靠性、可行性提升，促使娛樂事業(yè)發(fā)展走向更高的層次。值得注意的是，典型游樂設(shè)施復(fù)雜工況的問題處理，必須及時(shí)、高效。

參考文獻(xiàn)

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