大型柔性摩天轮轮辐索预张力确定方法研究

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柔性摩天轮结构抗震性能研究

柔性摩天轮结构抗震性能研究

摘 要 :以2 0 8 m高的北京某摩天轮结构为研究对象, 使用 A N S Y S 对其进行了自振特性和抗震性能分析。首先
探讨摩天轮结构 自振特性振型特点 , 并分析了结构随参数变化 的 自振特性 ; 然后 分别采用 反应谱法 和时程分析 法计算多 遇地震作用下结构地震响应 ; 最 后对结构进行 了罕遇地震下 弹塑性动 力时程分析 。研 究结果表 明 : 结 构基频较低 而且结 构频谱 比较密集 , 轮盘 部分 刚度 较弱 , 多数振 型以轮盘 自身振动为 主 ; 在多 遇地震作用 下 , 变形 指标符 合 国家现行 相关规 范要求 , 整体结构应力水平 较低 , 满足结构 弹性 、 小震不坏 的要求 ; 在罕遇地震作用下 , 摩 天轮结构整体结构构件均未屈服
c h a r a c t e is r t i c a nd a s e i s mi c be h a v i o r we r e s t u d i e d wi t h ANS YS. Fi r s t l y,i t s ’ n a t u r a l v i b r a t i o n c ha r a c t e is r t i c s wi t h v a r i o u s
s t uc r t u r a l p a r a me t e r s we r e s t u d i e d .T h e n u me r i c a l r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t i t s b a s i c re f q u e n c y i s l o w e r a n d i t s r f e q u e n c y s p e c t u m r i S c o n c e n t r a t e d :i t s ma i n mo d a l s h a p e s r e f l e c t r i m’ S v i b r a t i o n b e c a u s e s t i f f n e s s o f r i m s t r u c t u r e i S s ma l l e r .T h e n, t h e r e s p o n s e s o f t h e s t r u c t u r e u n d e r f r e q u e n t l y o c c u in r g e a t r h q u a k e we r e a n a l y z e d wi t h b o t h t h e r e s p o n s e s p e c t r u m me t h o d a n d t h e t i me — h i s t o r y me t h o d.r e s p e c t i v e l y .I t s s t uc r t u r a l d e f o r ma t i o n me t t h e r e q u i r e me n t s o f C h i n e s e c o d e or f a s e i s mi c d e s i g n o f b u i l d i n g s .T h e s t r e s s o f t h e w h o l e s t uc r t u r e ’ S me mb e r s w a s s ma l l e r a n d me t t h e r e q u i r e me n t o f n o — d a ma g e u n d e r f r e q u e n t l y o c c u r i n g e a th r q u a k e .F i n a l l y ,t h e r e s p o n s e s o f t h e s t uc r t u r e u n d e r r a r e e a r t h q u a k e we r e s t u d i e d u s i n g t h e d y n a mi c e l a s t i c . p l a s t i c t i me — h i s t o r y me t h o d .T h e n u me i r c l a r e s u l t s d e mo n s t r a t e d t h a t t h e i n e l a s t i c d e f o r ma t i o n me t t h e r e q u i r e me n t s o f C h i n e s e c o d e f o r a s e i s mi c d e s i g n o f b u i l d i n g s a n d n o — c o l l a p s e a p p e a r s u n d e r r a r e e a t r h q u a k e . Ke y wo r d s :f e r r i s wh e e l s t uc r t u r e ;d y n a mi c c h a r a c t e i r s t i c s ;s e i s mi c b e h a v i o r ;t i me — h i s t o y r a n a l y s i s

高架索索道系统研究中的恒张力假设报告

高架索索道系统研究中的恒张力假设报告

高架索索道系统研究中的恒张力假设报告高架索索道作为一种运输工具,具有快速、安全、高效等特点,被广泛应用于各个行业。

在高架索索道系统的设计和运行中,恒张力假设是非常重要的理论基础之一。

本报告将对高架索索道系统研究中的恒张力假设进行探讨。

一、恒张力假设是指在运行中,各个索的张力大小保持不变。

这个假设在高架索索道系统的分析和设计中很常见,它是建立在许多理论和公式的基础上的。

二、恒张力假设的原理是,当高架索索道运行时,索道的总重量是恒定的,因此各个索的张力也应该是相同的。

这样,如果其中一个索的张力发生变化,将会影响到整个索道的平衡状态,从而影响整个系统的安全性和稳定性。

三、恒张力假设对于高架索索道系统的安全性和稳定性具有非常重要的意义。

在索道运行的过程中,各个索的张力大小与索的材料、长度、角度、运动速度以及气温等因素密切相关。

只有通过保持索道各个索的张力相等,才能保证整个系统的平衡和稳定。

四、虽然恒张力假设在高架索索道系统中具有重要的意义,但也存在一些限制。

例如,该假设只适用于在恒定速度下运行的索道系统,如果索道系统的运动速度频繁改变,恒张力假设就可能不再成立。

五、总体来说,恒张力假设在高架索索道系统中是一个非常实用的理论。

该假设可以帮助工程师们更好地分析和计算索道系统中各个索的张力,从而设计出更加安全和稳定的系统。

六、作为未来高架索索道系统研究的一个重要方向,如何进一步完善和优化恒张力假设,仍是一个需要探讨和研究的问题。

通过进一步深入地研究和探索,我们相信可以为高架索索道系统的发展和应用做出更大的贡献。

为了进一步探讨恒张力假设在高架索索道系统中的应用和意义,下面我们列举相关数据并进行分析。

一、索道材料:我们选取了常用的钢丝绳和钢缆两种材料,分别进行了测试和分析。

二、索道长度:我们测试了不同长度的索道,包括50米、100米、200米和500米等,以考察长度对索道张力的影响。

三、运动速度:我们测试了不同速度下的索道张力,速度包括5m/s、10m/s、15m/s等。

摩天轮结构分析以及风荷载下的受力分析

摩天轮结构分析以及风荷载下的受力分析

摩天轮结构分析以及风荷载下的受力分析【摘要】:以摩天轮为例,建立力学受力模型,分析摩天轮各部分受力以及强度条件对材料的选择,以及在几种风速作用下对摩天轮的受力分析,判断停运风速。

【关键词】:摩天轮结构分析风荷载稳定性1.摩天轮的简单介绍:摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施。

摩天轮游艺机是目前国内外最高大,最壮观的超大型游乐设施。

通常也是游乐场所的标志性设备,作为绕水平轴旋转的观赏车类游艺机,其设备机体庞大,结构宏伟造型美观舒适,并具有集观赏及美化观景和游人乘坐于一体的功能,目前世界上著名的摩天轮有“伦敦眼”、“南昌之星”。

图1 伦敦眼图2 南昌之星2.摩天轮的主要结构(以本文所采用的北京朝阳公园摩天轮为例):摩天轮结构主要由轮缘,轮辐锁,轮轴,轮毂,A型塔架已经拱形桁架组成。

整个结构示意如图3所示:轮缘分内外两层,内轮缘杆件为130*20钢管。

外轮缘杆件为圆管与方钢管组合截面660*30+HW400*400,内外轮缘之间为空间三角桁架,48个座舱通过支撑连接在外轮缘。

内轮与轮毂之间通过钢索盘由四十根140钢索交错连接。

轮轴为2250*300的铸钢件。

整个摩天轮由A型支架支撑另有2*4根120稳定索作为摩天轮的稳定支撑。

桁架拱为摩天轮提供侧向支撑,支撑驱动和导向系统以及作为防暴风固定装置。

构件截面型号以及材料如表1.引用自《北京摩天轮设计验算与分析轮盘主要形式有刚性,柔性和刚柔相结合等形式。

刚性结构形式是指轮盘全部采用桁架结构体系;柔性结构是指轮盘采用钢缆索体系;刚柔相结合体系是指轮盘结构以缆索为主并设置一定数量的桁架。

随着高强度缆索的发展与应用,为了使结构外观轻盈,现多采用刚缆索体系以及缆索和桁架相结合的体系,例如“伦敦眼”和“新加坡飞轮”等摩天轮。

柔性巨型摩天轮中刚性轮缘和柔性轮辐索的主要优势在于张紧的轮辐索为轮缘提供连续支撑构成一个自平衡的体系,而索内的拉力被转化为圆形轮缘内的环形拉力,充分发挥了拉锁材料高强抗拉的优点和圆形轮缘结构环向受压的特点。

横向力作用下摩天轮主轴应力分析及强度校核

横向力作用下摩天轮主轴应力分析及强度校核

横向力作用下摩天轮主轴应力分析及强度校核作者:***来源:《贵州大学学报(自然科学版)》2021年第01期摘要:主轴作为摩天轮最重要的零部件之一,几乎承载着整台设备的全部重量,其设计的安全性和合理性对摩天轮的安全运转和使用寿命都有着直接影响。

因此,对摩天轮主轴强度校核尤为重要。

在详细分析摩天轮主轴受力的基础上,给出了主轴弯曲正应力和弯曲切应力的计算公式,根据工程力学方法和计算机有限元分析软件对摩天轮主轴进行分析和验算。

通过两种方法对比,计算结果误差约1%,并依据GB 8408—2018《大型游乐设施安全规范》对分析结果进行安全性评价,确保主轴的设计满足安全要求,为大型游乐设施主轴的设计生产提供了理论依据,具有一定的工程实用意义。

关键词:机械强度;摩天轮主轴;弯曲正应力;弯曲切应力;疲劳强度;安全系数中图分类号:TS952.8文献标志码:A轴是组成机器的主要零件之一,一切作回转运动的传动零件(例如齿轮、蜗轮等)都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递[1]。

摩天轮是一种大型转轮状的游乐设备,主轴作为设备的重要组成部分,是连接大盘和支架的重要部件,几乎承载着大盘的全部重量,是摩天轮最重要的零部件之一[2]。

在实际工作过程中,主轴承担了大盘传递过来的各种负载的作用,并将各种负载传递给支架。

主轴需要较高的强度、抗冲击性、抗疲劳性能等,其安全性和可靠性是影响设备安全的重要因素,只有使用设计精良、质量可靠、力学性能优越的主轴才能确保摩天轮安全稳定地运行[3]。

国内对主轴强度的研究主要集中在弯曲应力和扭转切应力,对弯曲切应力的研究相对较少,对轴进行强度校核时,往往按照强度理论对弯曲正应力和切应力进行合成,按照合成应力进行校核。

以42 m摩天轮主轴为研究对象,利用力学理论公式对主轴进行应力计算和疲劳校核,并应用有限元分析软件ANSYS Workbench建立主轴的模型,进行有限元计算,获得危险截面的应力分布,计算结果表明弯曲正应力和弯曲切应力发生的位置不同,不能简单地按照强度理论进行合成,应分别进行校核计算,并对两种方法计算结果进行分析对比,其计算方法为游乐设施主轴的计算分析提供了一个更为准确的分析思路,具有一定的工程实用意义[4]。

柔性巨型摩天轮结构的力学解析与有限元分析

柔性巨型摩天轮结构的力学解析与有限元分析
性 ,具有较 好 的 实用参 考价 值 。
关键 词
预应 力钢 结构 ,柔性 摩天轮 结构 , 轮 盘结构 , 初始 态预 应 力 , 力 学解析 分析模型 , 非线性 有限元
An a l y s i s o f a Fl e x i b l e Gi a n t Fe r r i s W h e e l S t r uc t u r e Us i n g t h e
Abs t r a c t Th e le f x i b l e g i a n t Fe r r i s wh e e l s t uc r t u r e i s h u g e a n d ha s a s p e c i a l s t uc r t u r a l d e s i g n.I t i n t e g r a t e s a ig r i d r i m wi t h le f x i b l e c a b l e s a n d i t s bo un d a r y c o n d i t i o n s a r e v e y r c o mp l e x .No n l i n e a r s t a t i c a n a l y s e s o f a le f x i — b l e g i a n t Fe r r i s whe e l we r e c a r r i e d o ut b y u s i n g b o t h me c h a n i c a l a na l y t i c a l mo d e l s a n d t h e n o n l i n e a r ini f t e e l e —
同时采 用 了力 学解析 分析 模 型和 非线 性有 限元 数值 模 型对 柔性 巨型摩 天轮 结构体 系进 行非 线性 静 力分

大型摩天轮悬索施工新技术

大型摩天轮悬索施工新技术

大型摩天轮悬索施工新技术摘要:摩天轮,是圆盘带动载客的轿厢绕水平轴慢速回转,俯瞰四周风景的游乐设备。

摩天轮以其雄伟壮观的动感外形成为人类和平、文明和进步的象征,同时又作为现代都市和大型游乐园的标志性建筑而为社会各界所推崇。

关键词:悬挂吊点;轮辐梁索式;支撑1 前言水城之眼摩天轮位于聊城市西安交大科技园1#楼主体结构中间,也是全球首座建筑与摩天轮相结合的城市新地标。

其轮盘直径达133m,属于大型轮辐梁索式摩天轮,受场地条件限制,不能使用大型吊车,常规轮盘安装方法很难实施。

公司经过全面研究分析,参考国内已建摩天轮施工工艺,决定利用摩天轮自身支撑塔架,在其结构高点处设置悬挂吊点,用卷扬机牵引轮箍单项旋转、立式逐段安装支撑梁和拉索,同时采用空间网格结构分析设计软件MSGS对此安装方法进行了全过程施工模拟安全稳定性分析和可行性分析,并对安装过程进行动态安全监控、监测,控制拉索应力和轮箍位移的变化,最终成功完成了133米直径大型轮辐梁索式摩天轮轮盘的安装,保证了工期、质量、安全、效益目标的实现。

本公司组织相关人员进行攻关,成功解决了一系列施工的技术难题,总结形成了“133米大型轮辐梁索式摩天轮安装施工技术”2 施工难点2.1不用动用重型吊车,对场地没有特别特别要求,操作便捷、安全、质量易控,经济效益较好。

2.2不用搭设大型超高支撑架,降低高空操作危险,节省措施费用。

2.3计算机模拟与现场施工相结合,全过程实施监测、监控,信息化施工。

利用空间网格结构分析设计软件MSGS,分阶段适时模拟计算分析参数和监测数据的对比来指导轮箍、轮索之间的安装操作,确保安装中的结构稳定和安装精度。

首先,利用空间网格结构分析设计软件MSGS建模分析,给出安装时结构位移、杆件内力应力、支撑和约束条件的目标值等,并对各安装步骤需要满足的条件和注意事项预见性给出相应的要求和指导。

其次,技能型施工阶段性的结构位移、应力、变形的实时监测,并与模拟对比。

天津慈海桥摩天轮结构的稳定性分析的开题报告

天津慈海桥摩天轮结构的稳定性分析的开题报告

天津慈海桥摩天轮结构的稳定性分析的开题报告一、研究背景摩天轮是一种高空的游乐设施,以其高度和特殊的体验方式吸引了众多游客。

近年来,随着城市化的加速和旅游业的发展,越来越多的地方投资兴建了摩天轮。

天津慈海桥摩天轮作为天津市的标志性建筑之一,吸引众多游客前来观光、游玩。

然而,随着慈海桥摩天轮的不断运营和使用,其结构的稳定性问题也日渐引起关注。

因此,对天津慈海桥摩天轮结构的稳定性进行研究,具有现实的意义和重要的实际应用价值。

二、研究内容本文主要研究天津慈海桥摩天轮结构的稳定性,并从以下几个方面进行探讨:1. 摩天轮结构的基本原理及结构特点介绍摩天轮的结构构成、工作原理和运行方式,并对慈海桥摩天轮的结构特点进行详细描述。

2. 天津慈海桥摩天轮结构的建模采用有限元方法对慈海桥摩天轮的结构进行建模,并建立相应的数学模型。

3. 天津慈海桥摩天轮结构的稳定性分析通过数值模拟的方法,对慈海桥摩天轮在不同工况下的稳定性进行分析,研究其受力情况、位移变化等参数的变化规律。

4. 天津慈海桥摩天轮结构的优化设计针对慈海桥摩天轮结构存在的问题,提出相应的优化设计方案,并通过数值模拟验证优化结果的有效性和可行性。

三、研究意义1. 对摩天轮结构稳定性问题的探讨,有助于提高游乐设施的安全性和可靠性,为游客提供更好、更安全的游乐体验。

2. 慈海桥摩天轮作为天津市的标志性建筑之一,其结构的稳定性问题直接关系到城市形象的塑造和外部形象的展示。

因此,本研究也具有一定的社会意义。

3. 通过对天津慈海桥摩天轮结构的研究和优化设计,有助于提高结构的稳定性和安全性,对类似建筑的设计和施工也有借鉴意义。

四、研究方法本文主要采用有限元分析方法,利用ANSYS软件对慈海桥摩天轮结构进行建模、分析和优化设计。

五、进度安排本研究拟分为以下几个阶段:1. 文献综述和调研,并对相关理论知识进行梳理与总结,完成开题报告和中期答辩。

2. 利用ANSYS软件对天津慈海桥摩天轮结构进行建模,并进行有限元分析,确定慈海桥摩天轮不同工况下的稳定性参数。

【国家自然科学基金】_预张力_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802

【国家自然科学基金】_预张力_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802

推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
科研热词 非线性有限元 滑移模拟 施工过程 非线性运动响应 锚链张力 锚泊线 边界元法 索杆膜空间结构 系泊系统 流固耦合 水平偏移 松弛-张紧 整体设计 拟静力分析 形态分析 张拉膜结构 张拉模拟 张双向张弦结构 协同分析 初步设计 准静力分析 冲击张力
推荐指数 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
科研热词 面外失稳 静风荷载 附加质量 运动性能 系泊模式 短期预报 深水 涡激振动 柔性立管 时域分析 斜拉拱桥 尾流振子 失稳形式 动响应 spar平台
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
科研热词 非线性 零应力态 薄膜器件 电活性聚合物 激光多普勒技术 柔性结构 协调矩阵广义逆 动态特性 充气膜结构 风振分析 预张力分布 预张力偏差 预应力张拉控制 隧道工程 随机索长误差 锚索 遗传算法 逆迭代找形 逆解析数值分析 耦合响应 索梁组合结构 索杆张力结构 玻璃翘曲 浪向角 悬浮隧道 形状精度 弹性平衡态 张拉分析 张力腿平台 平衡矩阵 大尺度 复杂弱边界 均匀流 可展开天线 单层平面索网 分析全过程
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第 4 0卷 第 7期
2 O 1 3 年





报 (自 然 科 学 版 )
Vo 1 . 4 0 , No . 7
7 月
J o u r n a l o f Hu n a n Un i v e r s i t y ( Na t u r a l S c i e n c e s )
LUO Yo n g — f e ng 。BAI J i e 。GUO Xi a o — n o n g
( C o l l e g e o f C i v i l E n g i n e e r i n g , To n g j i Un i v,S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2, Ch i n a)
l o we r l i mi t i s d e t e r mi n e d b y t h e s l a c k o f t h e 0 d e g r e e c a b l e ,a n d t h e u p p e r l i mi t i s c o n t r o l l e d b y t h e s a f e t y
f a c t or o f t he s p o ke c a bl e . The r e du c t i on of whe e l we i ght a nd s p o ke c a b l e s a f e t y f a c t o r c a n bo t h e xp a nd v a l —
J u 1 .2 0 1 3
文章编号 : 1 6 7 4 — 2 9 7 4 ( 2 0 1 3 ) 0 7 — 0 0 2 2 — 0 6
大 型 柔 性 摩 天 轮 轮 辐 索 预 张 力 确 定 方 法 研 究 罗永 峰 来自 ,白 洁 郭 小 农 ,
上 海 2 0 0 0 9 2 ) ( 同济大学 土木工程学 院,
柔性 摩 天轮 结构 可采 用与 北京朝 天轮 相近 的 R值 初 步预 估轮 辐 索预 张 力值.
关键 词 : 柔性 摩 天轮 ; 轮 辐 索 张力值 域 ; 安 全 系数 ; 预 张 力估 算方 法
中 图分类 号 : TU3 9 4 文献标 识码 : A
S p o k e Ca b l e P r e — — s t r e s s De t e r mi n a t i o n o f La r g e S c a l e Fl e x i b l e Fe r r i s W h e e l s
摘 要 :以北 京朝 天轮 结构设 计 为背景 , 通过 分 析确 定轮 辐 索预 张 力 需考 虑 的 因素 , 给 出 了确 定 大型 柔性 摩 天轮 结构轮 辐 索预 张 力的 方 法 , 包括 预 张 力值 域 的确 定 方 法及 其 调整 方法 , 在 值 域 范 围 内调整预 张力 需考虑 的各 种 因 素 , 及 估 算 合理 预 张 力 的 简便 算 法. 指 出轮 辐 索预 张 力值域 上 限 由 1 8 0度 索是 否 满足轮 辐 索安 全 系数 确 定 , 值 域 下 限 由 0度 索是 否松
弛确 定 ; 减 小轮 缘 自重或 适 当减 小轮 辐 索的安全 系数 可增 大值域 范 围, 而增 大轮 辐 索截 面积
可能 引起调 整预 张 力的 恶性循 环 ; 轮 辐 索预 张 力的确 定还 需 考虑轮 缘 平 面 内外 的 刚度及 9 0
度 索的松 弛 ; 由于轮 辐 索预 张 力和轮 缘 自重 的 比值 R 可 大 致 决 定结 构 的 受 力特 性 , 故 大型
j u s t me n t .Ot h e r f a c t o r s a f f e c t i n g s p o k e c a b l e p r e — s t r e s s ,i n c l u d i n g wh e e l r i g i d i t y a n d c a b l e s a g,we r e a l s o
me t h o d t o d e t e r mi n e p r e — s t r e s s v a l u e r a n g e a n d a me t h o d t o a d j u s t t h e v a l u e r a n g e ,p o i n t i n g o u t t h a t t h e
u e r a n g e , b u t t h e i n c r e a s e o f s p o k e c a b l e s e c t i o n a r e a ma y c a u s e a v i c i o u s c y c l e i n s p o k e c a b l e p r e - s t r e s s a d —
Abs t r a c t : Thi s p a p e r pr o vi de d a pr a c t i c a l me t ho d t o de c i d e t he r e a s on a bl e s po ke c a bl e p r e — s t r e s s f o r f l e xi bl e Fe r r i s wh e e l s . By a n a l yz i n g t h e f a c t o r s i nf l u e nc i n g s p o ke c a b l e pr e — s t r e s s,t hi s pa p e r pr o po s e d a
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