РАСЧЕТЫ МЕХАНИКИ И ПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ


Аттракцион "Веселые вертушки"

Выполнены работы по оценке прочности, жёсткости и устойчивости конструкций аттракциона «Весёлые вертушки», предназначенного для развлечения детей старше трёх лет и взрослых.

Проектировочные расчёты выполнены соответствии с требованиями ГОСТ Р 52170-2003 «Безопасность аттракционов механизированных. Основные положения по проектированию стальных конструкций. Актуализированная редакция».

Расчёты выполнены с помощью модуля APM Structure 3D, входящего в состав APM Civil Engineering.

Рисунок 1.1 – Аттракцион «Весёлые вертушки»

Платформа аттракциона состоит из сегментов, которые движутся волнообразно вокруг центральной вертикальной оси аттракциона. Кабины аттракциона вращаются вокруг своей оси. Аттракцион спроектирован бесфундаментным.

Рисунок 1.2 – Схема элементов аттракциона «Весёлые вертушки» (вид сбоку)

Рисунок 1.3 – Конечно-элементная модель аттракциона в программе APM Civil Engineering

Рисунок 1.5 – Центральная стойка аттракциона в программе APM Civil Engineering

Рисунок 1.6 – Несущие фермы аттракциона в программе APM Civil Engineering

В соответствии с требованиями ГОСТ Р 52170-2003 «Безопасность аттракционов механизированных. Основные положения по проектированию стальных конструкций. Актуализированная редакция» расчёты на прочность, жёсткости и устойчивость выполняются для наиболее неблагоприятных комбинаций загружений.

Расчёт на статическую прочность конструкций аттракциона

Рисунок 1.7 – Результаты расчёта эквивалентных напряжений в элементах аттракциона
Весёлые вертушки» от действия расчётных нагрузок

Рисунок 1.8 – Результаты расчёта эквивалентных напряжений в платформе
аттракциона «Весёлые вертушки»

Рисунок 1.9 – Результаты расчёта эквивалентных напряжений в несущих фермах
аттракциона «Весёлые вертушки»

Рисунок 1.10 – Результаты расчёта эквивалентных напряжений в стенках
аттракциона «Весёлые вертушки»

В соответствии с полученными результатами статическая прочность элементов аттракциона считается обеспеченной в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52170-2003 «Безопасность аттракционов механизированных. Основные положения по проектированию стальных конструкций. Актуализированная редакция».

 

Расчёт на устойчивость формы конструкций аттракциона

В соответствии с требованиями ГОСТ Р 52170-2003 «Безопасность аттракционов механизированных. Основные положения по проектированию стальных конструкций. Актуализированная редакция» конструкции аттракционов необходимость рассчитывать на устойчивость формы.

Рисунок 1.11 – Результаты расчёта первой формы потери устойчивости и коэффициента запаса

Представленные результаты расчёта в программе APM Civil Engineering показывают, что устойчивость формы конструкций аттракциона «Весёлые вертушки» обеспечена с требуемым значением коэффициента запаса в соответствии с нормативной документацией.

 

Расчёт на жёсткость конструкции аттракциона

Для оценки жёсткости конструкции аттракциона в соответствии с ГОСТ Р 52170-2003 «Безопасность аттракционов механизированных. Основные положения по проектированию стальных конструкций. Актуализированная редакция» в программе APM Civil Engineering выполняется расчёт вертикальных перемещений (прогибов), горизонтальных и суммарных перемещений для наиболее неблагоприятных комбинаций загружений.

Рисунок 1.12 – Результаты расчёта суммарных перемещений в секциях
аттракциона для наиболее неблагоприятных комбинаций загружений

Рисунок 1.13 – Результаты расчёта горизонтальных перемещений
по оси Х в секциях аттракциона для наиболее неблагоприятных комбинаций загружений

Рисунок 1.14 – Результаты расчёта горизонтальных перемещений
по оси Y в секциях аттракциона для наиболее неблагоприятных комбинаций загружений

Рисунок 1.15 – Результаты расчёта прогибов
в секциях аттракциона для наиболее неблагоприятных комбинаций загружений

Анализ полученных результатов подтверждает удовлетворение рассчитываемой конструкции аттракциона требованиям жёсткости в соответствии с ГОСТ Р 52170-2003 «Безопасность аттракционов механизированных. Основные положения по проектированию стальных конструкций. Актуализированная редакция».

 

Расчёт на усталость конструкции аттракциона

Расчёт на усталость выполняется для элементов аттракциона, подверженных знакопеременным внешним воздействиям, способным привести к разрушению. Ниже представлены результаты расчёта эквивалентных напряжений в элементах платформы аттракциона.

Рисунок 1.16 – Результаты расчёта эквивалентных напряжений в конструкции аттракциона

 

По результатам проведённого анализа подтверждено выполнение требований по расчёту на усталость, предъявляемым к элементам конструкции аттракциона по ГОСТ Р 52170-2003 «Безопасность аттракционов механизированных. Основные положения по проектированию стальных конструкций. Актуализированная редакция».

Основные выводы по результатам расчёта конструкции аттракциона «Весёлые вертушки» в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52170-2003 в программе APM Civil Engineering

По результатам расчета конструкции аттракциона могут быть сделаны следующие выводы:

1. Разработанная конечно-элементная модель в рамках принятых допущений описывает конфигурацию аттракциона, геометрические параметры и упругие свойства элементов, наложенные внешние и внутренние геометрические связи системы и условия нагружения.

2. Расчеты выполнены в полном объеме с учетом возможных неблагоприятных сочетаний нагрузок, с достаточной для получения оценок прочности и жесткости изделия точностью.

3. Напряженное состояние несущей системы аттракциона характеризуется наличием концентраций эквивалентных напряжений, возникновение которых связано с присутствием в расчетных моделях аттракциона геометрических и «модельных» концентраторов, создающих в своих окрестностях особенности напряженного состояния. В расчетных состояниях аттракциона величина эквивалентных напряжений не превышает уровень расчетного сопротивления конструкционного материала, и соответственно, необходимая прочность обеспечивается.

4. Установлено, что при действии расчетных нагрузок во всех случаях нагружения, жесткость разработанной конструктивной формы аттракциона обеспечена. Полученные перемещения элементов аттракциона не превышают допускаемые.

5. При анализе деформированного состояния системы определено, что форма изделия обладает устойчивостью к действующим нагрузкам.

6. Выполненный расчет на устойчивость положения конструкции аттракциона показал, что конструкция устойчива к опрокидыванию и сдвигу.

7. Проверка конструктивных элементов показала, что все коэффициенты работоспособности основных элементов аттракциона не превышают значение единицы и соответствуют требованиям ГОСТ Р 52170-2003 предъявляемым к конструкции аттракциона.

8. Усталостная прочность основной металлоконструкции аттракциона обеспечена.

© ООО НТЦ "АПМ" 2018. Все права защищены
Создание сайтов
Студия дизайна «Веб-Арена»