如何计算游乐设备的动态冲击负荷?
游乐设备的动态冲击负荷计算需结合设备类型、运动速度及安全规范,核心是通过冲击系数对静态载荷进行放大。以下是具体计算方法和标准依据:
1. 冲击系数的确定
冲击系数(K)是动态负荷计算的关键,通常根据设备的最大组合速度(含公转、自转、升降等合成速度)确定:
速度≤10km/h:K=1.1(如儿童转盘、小火车)
速度10-20km/h:K=1.3(如自控飞机)
速度20-40km/h:K=1.5(如过山车)
速度>40km/h:K≥2.0(如高速滑行车)
注:组合运动需取合成速度的最大值。
2. 动态负荷计算公式
动态负荷(F_dynamic)的计算公式为:
F_dynamic = K × (F_permanent + F_live)
其中:
F_permanent:永久载荷(设备自重、固定结构重量)
F_live:活载荷(最大承载人数×人均重量)
K:冲击系数
3. 安全余量与测试验证
安全系数:动态负荷需预留安全余量,一般要求安全系数≥5倍。
测试验证:需通过动态负载测试(如模拟最大载荷运行10万次无损坏)。
4. 特殊场景处理
轨道磨损:轨道连接处或凹坑可能引发瞬时冲击,需额外考虑冲击系数。
地震/雪载:大型设施需叠加地震载荷(T)或雪载荷(S)。
5. 国际参考标准
日本标准:根据振动和加速度变化分4档(K=1.2-2.0)。
中国标准:GB/T 27689-2011对儿童滑梯等无动力设备有具体倾斜角度和缓冲要求。
00:00 取摆摆锤
00:07 自动扬起安全消弹出
00:11 点击退销
00:13 点击冲击
00:14 摆垂自然落体冲击完成二次取摆
00:18 安全消弹出
00:20 再点一下退销
(注:视频演示了摆锤冲击试验机操作,可辅助理解冲击测试方法。)
总结:动态冲击负荷计算需综合速度、载荷类型及安全规范,通过冲击系数放大静态载荷,并辅以测试验证。具体参数需参照设备类型对应的国家标准。
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