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大摆锤是一种高空、高速的大型游乐设施,属于《中华人民共和国特种设备安全法》中规定的涉及生命安全、危险性较大的特种设备,它是人们娱乐休闲和旅游的载体,颇受大众喜爱。现在几乎每个新建的游乐场或主题公园都要安装大摆锤,其质量与安全性能直接关系到游客的人身安危,它的安全已得到国际社会的广泛关注。游乐设施行业在我国起步较晚,尚处于发展阶段,尤其是对于大摆锤这类大型设备的研发、设计、制造都缺乏雄厚的技术储备和经验积累,即使行业中的佼佼者,也只是刚摆脱了对进口设备的单纯仿造,处在摸着石头过河、自力更生的阶段。 本文在对某型国产大摆锤主体结构进行力学分析的基础上,对关键部件建立了有限元模型并分析计算。同时,为了保证各部件之间连接的可靠性和稳定性,对大摆锤结构部件间的焊缝和螺栓联接等进行了强度校核。最后,采用TDR3.1型遥测数据记录系统和BE120-3CA型电阻应变片对其大臂和架脚部位进行了实际应力测试。通过研究发现常规力学的理论计算基本可以胜任大摆锤的设计,但由于设备姿态和载荷组合的多样性,设计时结合有限元计算可以大大提高结果的可靠性及工作效率,而应力测试技术在大摆锤的设计验证上可以发挥良好的效果,电测法尤为实用。经由理论分析和实际测试,可以证明该型大摆锤在强度设计上是可以满足国标要求的。从实测数据和理论值的对比分析中我们认识到,风载、设备自重及乘客重量引起的负载在大摆锤的工作负载中占比不大,大摆锤工作时承受的负载主要来自于设备剧烈的运动,大臂上各点处应力值随驱动力周期性的加载也呈现周期性变化。在冲击系数选取的问题上,反映出我国现行标准的不足,应当加强相关方面的研究。