ANSYS在水上滑道結構設計中的應用

2016-10-23 by:CAE仿真在線來源:互聯網

隨著我國經濟的快速發展,游樂設施在人們日常生活等領域得到越來越多的廣泛應用,水上滑道是目前國際上流行的新型游樂項目。該設備造型美觀,結構科學,氣勢磅礴。游客乘坐浮圈筏子,在里面上上下下的急速前進,再經過曲形滑道,沖入下面水池,令人目眩神迷,帶給游客難以置信的滑行體驗,使許多游客留戀往返。

游樂場中的滑道

在結構設計過程中,需要根據《游樂設施安全規范》、《建筑結構載荷規范》等規范對滑道結構進行強度校核,對滑道進行整體的強度分析需要進行一定的模型簡化,由于螺栓、螺紋等細節結構對滑道的整體結構影響微乎其微,可以忽略不計,采用ANSYS Workbench對立柱支架和滑道進行模型建立,立柱和支架采用線體建模,玻璃鋼滑道采用面體建模。

實際工況中,在乘客轉彎時,滑道受到乘客的離心力,以及乘客對滑道的壓力,同時需要考慮風載荷,ANSYS Mechanical支持用戶輸入隨時間或隨空間變化的壓力,可以方便快速的模擬出滑道的實際載荷工況。同時結合ANSYS ACP復合材料處理工具,可以方便快捷的創建復合材料模型。通過Workbench的網格劃分工具,使用Mapped Face Meshing為主的網格劃分方法,可以獲得四邊形為主的較為理想的有限元網格,以獲得較為精確的計算精度。

有限元網格模型

水上滑道為直立設備,當地震發生時,有水平加速度,可以通過Mechanical中的加速度加載來實現,必要的時候需要對滑道進行地震譜或者時程分析。借助于ANSYS Mechanical軟件,通過計算,可以獲得滑道結構的整體應力分布,同時得到危險區域的位置以及應力水平,工程師可以對滑道結構的受力情況有所把握。同時游客滑到不同的位置,滑道整體的受力情況不同,ANSYS Mechanical的工況組合功能可以大大提高工程師的工作效率,工程師可以通過計算幾個基礎工況,然后基于工況組合,獲得多種工況下滑道的受力情況。