РАСЧЕТЫ МЕХАНИКИ И ПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ


Металлоконструкция колеса обозрения "Романтика - 27 передвижная"

Специалистами компании НТЦ АПМ выполнен прочностной расчет металлоконструкции колеса обозрения «Романтика-27 передвижная» с использованием комплекса APMStructure3D, входящего в состав системы APMWinMachine, версии 10.1. 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

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 передвижная» в APM Structure3D (произвольный вид)

Модель опорной части стойки аттракциона в APM Structure3D     

Модель опорной части стойки аттракциона в APM Structure3D     

Фрагмент модели стойки (узлы крепления гидроцилиндров и боковых ферм) в APM Structure3D    

Конечно элементная модель барабана в APM Structure3D       

Конечно элементная модель барабана в APM Structure3D       

Конечно элементная модель колеса 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 учета всех возможных вариантов влияния внешних силовых факторов, была создана 21 комбинация загружений.

При расчете определены максимальные эквивалентные напряжения и перемещения для соответствующих комбинаций загружений, выполнен расчет устойчивости положения конструкции, проведен усталостный расчет, а также определены собственные формы и частоты колебаний. Некоторые результаты расчетов приведены ниже.

Схема нагрузки от веса технологического оборудования

Схема нагрузки от веса технологического оборудования

Схема полезной нагрузки (вес пассажиров)

Расчетная модель аттракциона с ветровой нагрузкой по оси X

Карта ветрового давления на конструкцию аттракциона

Карта распределения эквивалентных напряжений в элементах металлоконструкции аттракциона (МПа)

Карта распределения эквивалентных напряжений в элементах металлоконструкции аттракциона (МПа)

Карта распределения эквивалентных напряжений в элементах металлоконструкции аттракциона (МПа)

Карта распределения эквивалентных напряжений в элементах металлоконструкции аттракциона (МПа)

Карта распределения эквивалентных напряжений в металлоконструкции стойки аттракциона (МПа)

Карта распределения эквивалентных напряжений в металлоконструкции стойки аттракциона (МПа)

Карта распределения эквивалентных напряжений в металлоконструкции стойки аттракциона (МПа)

Карта распределения эквивалентных напряжений в металлоконструкции опор (МПа)

Карта горизонтальных перемещений конструкции аттракциона по OХ (мм)

Вторая форма потери устойчивости

Вторая форма собственных колебаний модели (1.083 Гц)

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 колеса обозрения существенно превосходят предел текучести применяемых материалов (расчетное сопротивление), т.е. необходимая прочность не обеспечивается.

2. Максимальные прогибы конструкции аттракциона, возникающие от сочетания временных нагрузок превосходят допускаемый предел определяемый ГОСТ Р 52170-2003. То есть необходимая жесткость несущего каркаса не обеспечивается.

Обобщая полученные результаты, можно сделать вывод о том, что конструкция аттракциона не способна нести прикладываемые к ней нагрузки, соответствующие району эксплуатации, и 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»