过山车的种类多种多样，分类的标准也有多种，但主要是按照下面两种标准来分：动力装置、轨道种类。按动力装置来分，主要分为采用链式提升器、采用弹射器、采用摩擦轮装置；而按轨道种类来分，主要为正向轨道、悬挂式轨道。

而在研究设计过山车过程中，Adams软件又是最为常用的一种软件。它可以方便实用的对机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，同时还提供了很多专业领域模块。所以接下来我对单立环三螺旋过山车的研究也主要是运用Adams软件。

如今，外国对于过山车的技术研究已经相当先进成熟，虽然我国对于过山车设计研究起步较晚，但随着我国科技的进步，过山车的设计研究早已由单纯的手工计算转变为计算机仿真设计计算。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 动态模型建立

 

通过SolidWorks软件建立轨道模型，再将小车和轨道导入Adams软件中，并且添加好各种对应的约束和载荷。

2.1 轨道的建模

最初，我是准备自己重新设计并画出一条新轨道，但画的过程中却发现在SolidWorks软件上螺旋环和轨道拐弯处画不好。最后只好在已有的轨道上进行修改，得到了我需要的轨道。

1)在SolidWorks软件上将已有的轨道分割开来，分成平放和爬升部分、拐弯部分、立环部分、螺旋环部分。

2)将螺旋环复制，然后移动相应位置，再用样条曲线将断开处连接好，并且使样条曲线和两端曲线相切。最后将曲线套合成一条曲线，形成新的轨道。

3) 在已经画好轨道上插入适量的点，再运用宏命令，用找好的程序代码，将轨道上点的空间坐标导出。

 

 

 

图1solidworks软件中轨道

 

 

图2Adams软件中轨道

 

 

2.2 小车的建模

将小车模型导入Adams软件中，其中小车模型又由七个部分组成：轮桥、左轮架、右轮架、车体、连接轴、连接叉、尾部连接轴。其中轮桥、左轮架、右轮架各有5个，车体有

4个，连接轴、连接叉各有3个，尾部连接轴只有1个。

 

 

图3小车

 

2.3 约束

 

 

 

图4约束

 

2.4 载荷

1)重力

在Adams软件中，可以通过定义材料的类型来确定材料的密度和重量，还可以通过用户自行定义材料来修改密度和重量。一辆小车应载4人，每人自重80kg，所以每辆小车都应在自重上加上320kg。重力加速度g等于9810mm/s2，方向为负y。

2)摩擦力

在点线约束处，即在车轮和轨道的接触处的marker点添加摩擦力。每个左车轮都有两处要添加，共有10个摩擦力；每个右车轮有一处要添加，共有5个摩擦力，所以一共需要添加15个摩擦力。摩擦力的类型为单向力，而根据已经给的资料可以得到车轮和轨道之间的滚动摩擦系数为0.025，所以具体的力函数如下：0.025*(abs(ptcv(.guidao.zuo_11,1,3,MARKER_397))+abs(ptcv(.guidao.zuo_11,1,4,MARKER_397)))

3)风载

在每辆小车的质心处添加组合作用力，通过x、y、z三个方向的组合作用力来模拟风载。编辑组合作用力的函数，使其的大小与小车速度和风速有关，然后在不同方向和大小的风速下模拟，最后去分析风载对过山车的影响。 SolidWorks单立环三螺旋环过山车运动学和动力学分析(2):http://www.chuibin.com/wuli/lunwen_205372.html