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"极速风车"游乐设备的建模和仿真

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在天空中就象一把伸展的大风车,游客坐在“风车叶片”上,立柱缓缓托起,然后大臂正反公转,座舱托臂急速正反自转,在离心力作用下座舱自旋,三种运动的叠加结合,风车在18米高空360度优美狂野的舞蹈,自由翻滚、扭动、转向、摇摆、滚动,蓝天白云交织大地,此时除了大喊大叫还能做什么呢?当华灯初上的时候,风车上每一盏灯都在闪耀斑斓的故事,游客们带着美好的憧憬,探寻五彩缤纷的人生轨迹,诠释生命的无穷奥秘……

游乐设备**的前提是安全。现在现代技术的发展,数字化仿真手段越来越多地应用在游乐设备中,能预测游乐设备运行性能,缩短产品开发周期,为游乐设备的性能尤其是安全性提供的技术保障。

下面以“极速风车”游乐设备为例,介绍使用专家级多体动力学仿真软件Simpack建立该设备的动力学模型,其中包含最关键的人体模型。

Simpack极速风车模型的如下图所示,包含:

(1)大液压支架

(2)6排座椅

(3)每排座椅中有3个人

由于6排座椅是完全一样的,可以通过Simpack独特的子结构建模技术只建立一排座椅,然后在整机中引用6次,这样大大减少了建模工作量,提升了建模效率,且模型易于修改和编辑。

每一排座椅的模型如下图。

一排座椅包含3个有人的座位和2个没人的座位。这其中也使用了子结构建模技术,同时使用了两个子模型。两个子模型分别为Seat_withMan和Seat_empty。

为了模拟人体的运动特性,建立了详细的人体模型,把人体分为15个部件,使用铰接和力元连接起来。

模型的仿真结果如下。

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首次发布时间:2019-03-19
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