典型游樂設(shè)施復雜工況下風險評估及故障預防

陳飛

摘要

我國正處于一個繁榮昌盛的階段，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)施在復雜工況的表現(xiàn)上也日趨突出，這就需要針對游樂設(shè)施復雜工況開展有效的風險評估，同時堅持在故障預防分析手段上保持足夠的進步。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 復雜工況 風險 故障

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

1 典型游樂設(shè)施復雜工況的風險評估

為確保游客人身安全，排除游樂設(shè)施的安全隱患，必須堅持在風險評估方面，按照科學、合理的手段來完成，才能杜絕嚴重的安全事故。應(yīng)從以下兩個方面來努力：

1.1 使用維護評估

嚴格按照使用維護說明書要求，完成日檢、月檢、年檢工作。特別是對主要受力零部件和關(guān)鍵銷軸、焊縫要重點關(guān)注，如若發(fā)現(xiàn)故障要及時停機進行檢查維修，并及時反饋故障給設(shè)計等相關(guān)部門。

1.2 安全性能評估

使用動力學軟件實時模擬整個設(shè)備運行狀態(tài)，結(jié)合有限元軟件計算結(jié)構(gòu)在自重、風載、雪載、溫度、地震等工況下強度、剛度、穩(wěn)定性、疲勞等分析，滿足特種設(shè)備安全要求，本文將重點對安全性能評估進行說明。

2 典型游樂設(shè)施復雜工況的安全性能評估

2.1 虛擬樣機技術(shù)

采用虛擬樣機技術(shù)，在準確建立設(shè)備模型的前提下，實時動態(tài)模擬設(shè)備運行過程，觀察并記錄其運行狀態(tài)、動態(tài)受力過程、控制參數(shù)曲線、控制邏輯等，進行關(guān)鍵部件安全性能分析，在游樂設(shè)備的安全評估、事故再現(xiàn)與分析、設(shè)計驗證、運行實時監(jiān)控和相關(guān)標準確認與完善等方面發(fā)揮作用?，F(xiàn)在游樂設(shè)施運動形式越來越復雜，傳統(tǒng)的手工計算和有限元分析無法窮盡其最大受力狀態(tài)，需結(jié)合多體動力學軟件進行多工況實時模擬，才能盡可能地對項目精確計算。在相關(guān)研究過程中，運用虛擬樣機技術(shù)，給出了大型室內(nèi)游樂設(shè)施中某飛翔式球幕項目的建模過程，并通過ADAMS軟件對某飛翔式球幕項目的運行情況進行實時模擬。設(shè)備在規(guī)定驅(qū)動曲線下運動，分析滿載、偏載、地震等工況下設(shè)備運行狀態(tài)，排除運動奇異點。得出乘客在整個運動過程中加速度曲線，分析乘客舒適性。得出關(guān)鍵運動副上力和力矩曲線，為有限元分析做準備。

2.2 剛?cè)狁詈戏治?/p>

為了實時觀察某些重要且模型規(guī)模不大的結(jié)構(gòu)在運動過程中應(yīng)力的變化狀態(tài)，我們做了剛?cè)狁詈戏治?，在ANSYS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，運行分析即可得到整個運動過程中應(yīng)力變化狀態(tài)，如圖3為活動平臺Os時應(yīng)力結(jié)果。

2.3 有限元分析

剛?cè)狁詈戏治鲋颠m用于計算規(guī)模較小的結(jié)構(gòu)，當計算規(guī)模非常大時，我們可以根據(jù)ADAMS動力學分析中各運動副受力，找出結(jié)構(gòu)受力較大的一個或多個時間點，導出這些時間點力和力矩數(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)上面計算結(jié)果進行剛度、強度、穩(wěn)定性、疲勞等校核，得到整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力強度安全系數(shù)大于3.5，關(guān)鍵銷軸、螺栓、焊縫應(yīng)力強度安全系數(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險有效的評定，在故障預防的體系上也是比較完善的。在今后的工作開展上，必須堅持做出大量的探討、分析，要加強工作的可靠性、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)施復雜工況的問題處理，必須及時、高效。

參考文獻

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