РАСЧЕТЫ МЕХАНИКИ И ПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ


Металлоконструкция колеса обозрения

Cпециалистами компании НТЦ АПМ выполнен прочностной расчет металлоконструкции колеса обозрения «Романтика-27» с использованием комплекса APM Structure3D, входящего в состав системы APM WinMachine, версии 10.0. В соответствии с пожеланиями заказчика был проведен анализ напряженно деформированного состояния кабины аттракциона и оси системы подвеса. Исходными данными для построения расчетных моделей моста являлись переданные заказчиком сборочные чертежи изделия.

В процессе создания модели использовались следующие нормативные документы:

1. СНиП 2.01.07-85*: Нагрузки и воздействия.

2. СНиП II-23-81*: Стальные конструкции.

3.ГОСТ Р 52170-2003 «Безопасность аттракционов механизированных. Основные положения по проектированию стальных конструкций».

Общий вид аттракциона

Выполненный проект

 

Прочностной расчет металлоконструкции аттракциона

 

Созданы модели отдельных частей аттракциона, которые затем собирались в единую модель. В качестве типовых конечных элементов при создании, как отдельных частей, так и всей модели в целом, использовались стержневые и пластинчатые (оболочечные) конечные элементы. Окончательная расчетная модель конструкции аттракциона, ее фрагменты с показом внутреннего строения показаны на  изображениях ниже.

 

Модель колеса обозрения «Романтика-27» в APM Structure3D (произвольный вид)

Фрагмент стойки в APM Structure3D       

Фрагмент стойки в APM Structure3D       

Конечно элементная модель барабана в APM Structure3D

Конечно элементная модель колеса в APM Structure3D

 

Приложение нагрузок проводилось поэтапно, путем создания загружений, каждое из которых отвечало за тот или иной силовой фактор.

Расчет проводился с учетом собственного веса конструкции, полезной нагрузки, ветровой и снеговой нагрузок. Для расчета всех возможных вариантов влияния внешних факторов на конструкцию созданы 10 комбинации загружения.

При расчете определены максимальные эквивалентные напряжения и перемещения для соответствующих комбинаций загружений; результаты расчета приведены ниже.

 

Схема полезной нагрузки (вес пассажиров)

Карта распределения эквивалентных напряжений в металлоконструкции аттакциона; SVM, МПа

Карта распределения суммарных перемещений металлоконструкции аттакциона; UZ, мм

Карта распределения эквивалентных напряжений в стойке аттракциона; SVM, МПа

 

Также при расчете определены коэффициенты запаса прочности и общей устойчивости для соответствующих комбинаций загружений.

Вторая форма собственных колебаний модели (1.2 Гц)

 

Прочностной расчет кабины аттракциона

 

Следующим этапом выполнения договора был расчет, и анализ напряженно деформированного состояния кабины аттракциона. Расчетная модель кабины, карты  результаты расчета с картами напряжений и перемещений приведены на изображениях ниже.

Расчетная модель кабины в APM Structure3D     

Расчетная модель со всеми приложенными нагрузками

Карта эквивалентных напряжений, SVM, МПа  

Карта суммарных линейных перемещений, Usum, мм.

Карта эквивалентных напряжений в сечении, МПа.

 

По результатам проведенных расчетов были сделаны следующие выводы:

 

1. Анализ результатов статического расчета показывает, что при заданных расчетных нагрузках эквивалентные напряжения, возникающие в элементах конструкции аттракциона, не превосходят предела текучести применяемых материалов, т.е. необходимая прочность обеспечивается.

2. Максимальные прогибы конструкции аттракциона, возникающие от внешних нагрузок, не превосходят допустимый предел. То есть необходимая жесткость несущего каркаса обеспечивается.

3. Уровень напряжений в значительной части конструкции аттракциона весьма низок. Это означает, что имеются значительные резервы по совершенствованию конструкции и уменьшению ее металлоемкости.

 

Обобщая полученные результаты, можно сделать вывод о том, что конструкция аттракциона способна нести прикладываемые к ней нагрузки, соответствующие техническому заданию, и не требует дополнительных мер по увеличению прочностных характеристик.

Проведенная работа показала применимость модуля прочностного анализа APM Structure3D для решения сложных задач прочностного анализа аттракционов.

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