游乐设备有限元分析案例（二）

一、某滑梯有限元分析

1、分析模型

 图1   滑梯模型

2、分析结果应力、位移、应变分布图

 图2   滑道等效应力分布图，其最大应力为27.96MPa

 图3   滑梯的立柱和托架应力分布图，最大应力为90.059MPa

 图4   滑梯网架及其立柱的应力分布图，最大应力为101.74MPa

 图5   滑道位移图，最大位移为31.175mm

3、结论

玻璃钢滑道强度校核

        静力分析中，玻璃钢滑道的最大等效应力为32.166Mpa

        地震响应谱分析中，玻璃钢滑道的最大等效应力为1.6594Mpa

        由于两分析中的最大应力不发生在同一位置，采用均方根方法叠加

        即

            （32.166²+ 1.6594²）^1/2Mpa=32.21Mpa

    玻璃钢材料的极限应力≥147Mpa

    安全系数为n1=147/32.21=4.56>3.5

        玻璃钢滑道结构强度校核安全。

 钢组合结构强度校核

        静力分析中，钢结构的最大等效应力为101.74Mpa

        地震响应谱分析中，钢结构的最大等效应力为25.096Mpa

        由于两分析中的最大应力不发生在同一位置，采用均方根方法叠加

        即

            （101.74²+25.096²）^1/2Mpa=104.79Mpa

        Q235B材料的拉伸屈服极限为375Mpa

        安全系数为n2=375/104.79=3.58>3.5

        钢结构强度校核安全。

玻璃钢滑道变形计算

    静力分析中，玻璃钢滑道的最大位移为31.175mm，最大等效弹性应变为0.0016083mm/mm；

        地震响应谱分析中，玻璃钢滑道在X方向上的最大位移为2.9757mm。

钢组合结构变形计算

        静力分析中，钢结构的最大位移为14.448mm，最大等效弹性应变为0.0005087mm/mm；

        地震响应谱分析中，钢结构在X方向上的最大位移为2.2914mm。

巨蟒滑梯稳定性分析

        线性屈曲分析中，模型的载荷因子为68.215>1，结构稳定。

立柱地脚螺栓强度校核

        2#立柱螺栓最大等效应力为40.415Mpa

        Q235材料的拉伸极限强度为375Mpa

        安全系数为375/40.415=9.28>3.5。

立柱根部焊缝强度校核

        安全系数n＝β_f ×f_wf/σ_f=123.08>[n]，

        在该组合工况下焊缝符合安全要求。

立柱托臂焊缝强度校核

        安全系数n＝β_f ×f_wf/σ_f=44.94>[n]，

        在该组合工况下焊缝符合安全要求。

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