此外，利用 Solidworks、UG、和ANSYS等软件来实现过山车的建模、仿真与受力分析,从而为改进过山车的结构和动力学参数提供依据，让设计生产的过山车运行更稳，质量更好，结构更牢固，同时大大缩短研发设计周期。

1。4  课题背景

自从20世纪80年代我国实行改革开放以来，过山车逐渐从国外引入国内，并随着我国改革的深入得到了高速发展，建立起了一批又一片大型游乐场，如东方乐园，长隆欢乐园、上海欢乐谷等等。2008年之后，我国的游乐设施得到了空前的发展，为了满足人们更大的需求，越来越多的大型游乐场被建立起来，相应的过山车也随之得到巨大的进步。例如：上海欢乐谷的“绝顶雄风”过山车是目前世界上垂直下坠高度最高的的过山车；长隆欢乐园的“十环过山车”是世界三大十环过山车之一，其最大垂直角度竟达87°；上海锦江乐园的“巅峰一号”过山车是我国第一辆超级悬挂式过山车；环球动漫嬉戏谷的“撕裂星空”过山车是目前亚洲最高最快的飞行过山车，并且还结合了星际争霸的游戏背景等等。显然可见，最近几年我国过山车的车型种类、滑行速度、刺激程度等方面都得到了巨大提高。

当然，除了大型游乐场深受人们的喜爱之外，许多中小型的室内游乐园也吸引着许许多多的人们，比如室内过山车就是其中具有代表性的游乐设施之一。虽然室内过山车比不上大型过山车的刺激程度，但也足以满足人们日常的娱乐需要及精神享受，因此室内过山车运动学和动力学的分析对于室内过山车的设计与开发有着十分重要的作用，所以这也成为本文研究室内过山车运动学和动力学分析的原因之一。

1。5  本章小结

    本章主要介绍了大型游乐设备发展过程、过山车研究途径两方面，同时也交代了本课题背景和研究目的。

2  过山车实体建模

本毕业设计是对中型三车三环过山车进行运动学和动力学性能的仿真分析。

首先，采用三维实体建模工具SolidWorks完成几何实体建模、组装，接着，将实体模型导入三维软件UG中，对过山车模型进行拆分，并导出每一个部件为一个Part，然后将每一个Part导入机械系统动力学自动分析软件ADAMS中进行组装，最后对过山车模型添加约束、施加载荷完成仿真分析，以此来获取运动学和动力学的相关数据。最后，依据GB 8408-2008中对游乐设施的相关规定对该设施的运动学、动力学性能进行了安全性评估，从而为结构和机械传动的分析设计提供了载荷数据。

2。1  轨道建模

通过获取每条轨道的1355个点的坐标在ADAMS中建立两条空间样条曲线（如图2。1），完成轨道模型的建立。由于本文主要分析过山车运动学和动力学特性，而对轨道的强度、刚度及轨道结构的疲劳强度等方面的计算并没有要求，所以在ADAMS中以两条样条曲线来代替轨道实体模型。

图2。1  轨道模型

2。2  过山车建模

过山车模型的建立--首先通过实体过山车模型图纸，利用三维实体建模工具Soildworks，直接建立过山车的主要部件，包括人、车体、左轮、右轮、轮桥、连接轴、连接叉、尾部连接轴，其中人12个，车体3个，左轮4个，右轮4个，轮桥4个，连接轴2个，连接叉2个，尾部连接轴1个。每个车轮包括两个承重轮，一个侧导轮和一个倒挂轮，以保证小车在行驶过程中不会脱轨。

将建立好的人模型与过山车每个部件模型在Soildworks软件中进行组装，把组装好的整体过山车模型导入UG软件进行拆分并导出每一个部件，最后把所有部件导入ADAMS中进行完整组装。在这里解释下为什么要经过UG软件拆分再导入ADAMS，因为过山车和人模型在导入UG时，UG会自动记录各个部件的相对位置关系。若直接将过山车部件导入到ADAMS中，各个部件就没有了相对位置关系，这样会对完整小车模型的组装产生巨大的不便，同时也会对后面的工作，如对过山车添加载荷和约束增加相当大的工作量。