第 1 页 共 26 页 大摆锤是常见的游乐设施，通过整体结构分析，得到大摆锤的整体及各个部件的结构应力。然而大摆锤的很多工况是不能简化成静力学的，需有动力学解之。 模态分析是动力学分析的基础，大摆锤的悬臂按照一定周期摆动，需对大摆锤的整体结构进行模态分析，这样在产品设计之前可以预先避免可能引发的共振。 大摆锤的立柱是受压缩的细长杆件，当作用的载荷达到或超过一定限度时就会屈曲失稳，除了要考虑强度问题外，还要考虑屈曲的稳定性问题。 图（a） 游乐场中大摆锤示意图 图（b） 大摆锤整体模型 图 1 大摆锤示意图 对大摆锤整体结构强进行动力学评价与分析，分别计算大摆锤转盘在满载和偏载工况下，大摆锤悬臂摆动，对整个结构的影响；以及悬臂的摆角在 120°、90°和45°时立柱的结构应力；大摆锤立柱的屈曲分析；悬臂驱动制动分析；整体结构的模态分析。为顺利安全的生产运行提供数据支持。 2 主要工作内容 （1）建立整体的动力学分析模型，计算满载和偏载工况下，立柱的受力情况； （2）计算大摆锤悬臂摆角在 120°、90°和45°时立柱的结构应力强度； （3）悬臂驱动制动分析，以及驱动制动对立柱的影响； （4）大摆锤整体的模态分析； （5）大摆锤立柱的屈曲分析。 3 大摆锤的刚体动力学分析 3.1 材料参数 整体结构材料：Q235 钢。材料力学参量为：材料密度为 =7.85 t/m 3 。 第2 页 共26 页 3.2 几何模型 使用通用结构分析软件ANSYS Workbench Env ironment(AWE)14.0 多物理场协同CAE 仿真软件，对大摆锤的整体进行建模，分别建立立柱、悬臂、大转盘建，并在软件中进行装配，如图 3 所示。 （a）大摆锤整体结构 （b）转盘局部结构 （c） 大摆锤悬臂 （d）大摆锤立柱 图 2 大摆锤整体装配模型 3.3 载荷与约束 立柱的底板固定在地方面，因此在立柱底板与地面之间，施加固定（Fix ed）约束，模拟底板与地面之间的紧固连接。 在重力作用下，悬臂绕转筒中心轴转动，在悬臂的横臂的内表面和立柱固定筒之间，施加旋转幅（Rev olu te），模拟悬臂绕横梁转动。 在悬臂摆动的过程中，大转盘同时绕着悬臂的中轴线转动，转动的角速度为 1.07rad/s。悬臂与大转盘之间，施加旋转幅（Rev olu te），模拟大转盘绕悬臂第3 页 共26 页 的转动。 悬臂在整个摆动周期内，受到地球重力的作用，做周期性的摆动，施加标准的重力加速度，方向为Ｙ的负向。 载荷与约束如...
