高空飞翔游乐设备是当今游乐园中很常见的一种游乐设备,由于高空飞翔承载结构高耸,结构形式复杂,所以在高空飞翔结构设计时不仅要考虑满足高耸结构的一般结构性能,还要考虑高空飞翔结构的变形和安全性能。因此必须对高空飞翔进行全面的静力学和动力学分析,确保其结构的受力、变形和安全性能能否满足标准要求。本文选用的高空飞翔设备高度为39m(不含避雷针高度),承载人数为30人。运行高度为25m,静态时回转半径为16.2m,运行时回转半径为28.2m,在同类游乐设备中属于较高的结构。在有限元ANSYS软件中建立高空飞翔结构塔架和旋转机构的有限元参数化模型,合理的施加约束和荷载,观察高空飞翔塔架和旋转机构两部分承载结构在静载工况(极端风工况、极端雪工况、地震工况)和动载工况(工作风加满载工况、工作风加偏载工况)下的受力情况。通过计算得知高空飞翔塔架承载结构最大应力出现在极端风工况下,最大应力为150MPa,旋转支架最大应力出现在偏载提升加速工况,最大应力为36.5MPa,斜挂架最大应力出现在满载旋转加速工况,最大应力为31.2MPa。根据高空飞翔结构在各工况下出现的最大应力对其结构进行强度、稳定性校核,判定其安全系数是否满足GB8408-2008标准要求。由于斜挂架结构强度有富余,因此对斜挂架承载结构进行了结构优化,优化方案为将原设计方管100mm×4mm方管优化为50mm×4mm方管,优化后最大应力为46.7MPa,校核后安全系数满足标准要求,优化合理,使高空飞翔承载结构更加经济化,轻量化。为了获得了高空飞翔承载结构的固有频率和振型,本文还对高空飞翔进行了模态分析,为避免结构发生共振而产生的破坏提供数据参考。