沈阳大学学报(自然科学版官网订购价格是多少

摘要近年来，一种新型游乐设备360度大摆锤风靡全球，但进入2019年，事故频发，对游客的生命财产构成了严重的威胁。本文主要内容是通过360度大摆锤事故，分析引起事故的可能原因，总结出该类游乐设施存在的安全隐患，旨在减少事故发生和损失，可供参考。其中本文为系列文章的第一篇，从悬臂应力强度方面分析事故原因。后续文章将从高强螺栓断裂、焊缝开裂等几个方面分析360度大摆锤悬臂折断原因。关键词：360度大摆锤；悬臂折断；抗弯截面系数；弯矩；安全系数1前言360度大摆锤游艺机属观览车类游乐设备。座椅朝外，固定式。游客坐在座椅上，经设备顶部2台电机驱动使“摆锤”沿水平轴线作360度旋转，同时座椅大转盘在电机的驱动下旋转。游客在极速地上摆与下落过程中，尽情寻求惊险与刺激[1]。今年以来，在世界范围内，360度大摆锤事故频发，对游客的生命财产构成了严重的威胁。2019年6月28日，乌兹别克斯坦城市吉扎克市伊堤洛尔公园内，360度大摆锤在运行过程中突然拦腰折断，摔倒地上，一名19岁女孩在这场事故中死亡。发生事故的游乐设施2019年3月才投入使用。2019年7月14日，印度古吉拉特邦城市阿默达巴德的游乐园内，360度大摆锤悬臂管突然折断，导致大摆锤被砸向地面，事故导致2人死亡。事故现场如图1所示。图1 事故现场综上可知，事故的直接原因是悬臂折断，造成悬臂折断的原因可能是悬臂主体结构折断、高强螺栓折断、焊缝开裂等[2]。由于篇幅限制，本文仅从悬臂主体结构折断入手，探讨引起悬臂折断的原因。悬臂折断也可能是螺栓断裂造成的，因此本人计划再写一篇文章，介绍螺栓预紧力的施加和校核计算，敬请持续关注。2360度大摆锤载荷特性分析360度大摆锤由支架、悬臂、驱动装置、转盘、配重等部分组成；设备中部为悬臂部件，悬臂部件中心是横臂组件有二组驱动装置，分别由电机、减速器、小齿轮、回转支承进行减速。360度大摆锤的结构简图如图2所示。图2 360度大摆锤结构简图360度大摆锤运行时，电机驱动悬臂带动转盘和座椅，每隔一定周期，变换一次驱动力矩方向，在周期性的驱动力矩作用下，大摆锤悬臂的向上位移不断增大[3]，最后完成360度大回环旋转。悬臂的臂体机构在运行过程中，主要受到弯曲应力和拉应力的复合作用。360度大摆锤运行载荷示意图如图3所示，图3 360度大摆锤运行载荷示意图由于有配重的作用，使整个悬臂组件（包括转盘和配重）的重心接近于回转中心，相对于传统大摆锤（无配重，摆角通常为单侧90度），驱动功率大大降低，约为传统大摆锤驱动功率的一半。悬臂回转运行过程中仅受到弯矩和拉力的作用。由于大摆锤启动过程中，速度较低，可忽略运行过程离心力的作用。悬臂受到的最大弯矩：(1)其中：—大摆锤摆动部分的简化质量（包括乘人）；—标准重力加速度，8m/s2；—摆臂的等效回转半径；—悬臂与竖直方向的夹角。悬臂受到的拉力：(2)悬臂受到的弯曲应力：(3)其中：—抗弯截面系数，对于圆管截面：，，d为圆管内直径，D为圆管外直径，其他形状截面可参考工程力学教材；悬臂受到的拉应力：(4)其中：—悬臂截面面积，对于圆管截面：，其他形状截面可参考工程力学教材；则悬臂受到的总应力：(5)则悬臂的安全系数[4]：(6)其中：—悬臂材料的抗拉强度；—大摆锤的冲击系数；—大摆锤悬臂的安全系数，由GB8408-2018《大型游乐设施安全规范》2节可知：≥5。3实例验算本文以12座360度大摆锤为计算对象，游客坐在座椅上，经设备顶部2台电机驱动使“摆锤”沿水平面作360度旋转运动，悬臂的等效长度（回转半径）= 0 m，摆动部件（单侧悬臂、转盘和座椅）的总质量=0 t（包括满载状态下乘人的质量），悬臂为无缝钢管，材料为20钢（=410MPa）,钢管的型号为φ530×12，验算360度大摆锤悬臂的安全系数是否满足设计要求。悬臂受到的弯矩：=0×1000×8×5×cosθ=245000cosθ N·m悬臂受到的拉力：=0×1000×8×sinθ=49000sinθ N悬臂圆管抗弯截面系数：=2458557 mm4悬臂的弯曲应力： =7 cosθ MPa悬臂截面面积：=19409 mm2悬臂受到的拉应力：=5sinθ MPa悬臂受到的总应力：=7cosθ+5sinθ MPa由以上分析可知，悬臂受到的拉应力对总应力的影响很小，因此忽略拉应力的影响，则悬臂受到的总应力：=7cosθ MPa由公式可知，当θ=90°时，总应力达到最大=7 MPa，和事故发生时的状态（摆锤转盘上升阶段，大约在水平位置附近，悬臂折断）保持一致。由《大型游乐设施安全规范》第15节：游乐设施在运行过程中有可能出现冲击，从而产生冲击载荷，则运动部件受到的载荷（永久载荷和活载荷以及承受的惯性载荷）应乘以不小于=2的冲击系数[4]。则悬臂的安全系数：=4可知悬臂的安全系数为4，小于许用安全系数5。表明悬臂的安全系数不满足设计要求。4悬臂折断影响因素剖析事故的直接原因是悬臂折断，折断部位位于悬臂根部，本文仅从悬臂主体结构折断入手，探讨引起悬臂折断的原因。1 安全系数新版GB8408《大型游乐设施安全规范》自2018年12月1日实施，在设计计算中适当降低冲击系数要求，增加了轨道类设备振动系数要求。在2008版GB 8408《游乐设施安全规范》中，明确大摆锤的冲击系数为5，如果按照老版本冲击系数核算，悬臂的安全系数将会更低。基于破断强度的许用应力法，广泛应用在大型设备的应力强度评价中。在游乐设备的设计中，零件或构件的安全系数，为所用材料的失效应力（破断强度）与设计应力的比值，安全系数校核计算能判断悬臂危险截面的安全裕度，一般运动部件的安全系数应大于或等于5。安全系数是游乐设备设计过程中的一个非常重要的参数，所以规定了安全系数，就是为了确保设备的安全，也就是保证乘人的安全。规定安全系数必须适当，太大会使设备结构变大，重量增加，浪费材料，太小会变的不安全[5]。由上面计算可知，算例中360度大摆锤的悬臂安全系数不满足设计要求，但与设计要求的5很接近。基本上处于是否满足要求的临界状态。如果人数增加，或者悬臂半径增长，会导致应力增大，安全系数降低，设备就越偏向危险。因此为了保证360度大摆锤的安全，防止大摆锤悬臂结构的折断，悬臂安全系数一定要满足设计要求。2 悬臂材料悬臂处于横向弯曲时（即运行到水平位置，为悬臂梁结构），最大弯曲正应力发生在悬臂梁根部，且离中心轴最远处，该处为危险点。此危险点的最大应力等于弯矩与此处对应悬臂截面的抗弯截面系数的比值。如公式（3）所示，最大弯曲应力与弯矩成正比，与抗弯截面系数成反比。因此为了提高悬臂的安全系数，降低最大应力，就要减小弯矩和提高悬臂截面的抗弯截面系数。悬臂的弯矩为摆动部分的总质量（包括转盘、座椅和乘人）与等效半径的乘积（等效半径为乘人侧摆动部分重心到旋转中心的距离），由于设备的参数是设备设计的前提，因此，360度大摆锤的摆动半径是不变的，只能降低大摆锤摆动部分的质量。采用高强钢，例如Q345 （2019年2月1日之后，Q345钢材牌号改为Q355，此文仍引用老牌号）,为低合金高强度钢，抗拉强度=490 MPa，相对于Q235,抗拉强度提高了30%,在满足安全系数的前提下，能增加金属材料的强度，以减轻构件重量，减小零部件的截面尺寸，实现游乐设备的轻量化设计，因此，高强钢在大型的游乐设施中得到广泛应用[6]。3 抗弯截面系数抗弯截面系数就是截面对其形心轴惯性矩与截面上最远点至形心轴距离的比值[7]。360度大摆锤常用两种截面：圆环截面和箱型截面（假定箱型截面厚度相同）。如图4所示。（1） 圆环截面（2） 箱型截面图4 360度大摆锤悬臂截面类型圆环截面的抗弯截面系数：(7)其中：—D为圆管外直径；—管内径与外径的比值；箱型截面的抗弯截面系数（对应水平轴）：(8)其中：—截面的宽度；—截面的高度；—箱型板的厚度；圆环截面悬臂通常用无缝钢管，受制于无缝钢管的外直径限制，由《机械设计手册》可知，无缝钢管的最大外直径为630mm，另外为了更好的焊接工艺和限制悬臂的总重量，钢管的厚度也不能随意增大，通常厚度为12mm。因此如果用无缝钢管做为360度大摆锤的悬臂，仅能用在相对小型的360度大摆锤上面（如算例，人数为12人，悬臂等效长度为5m）。悬臂梁的弯矩为力和距离的乘积，越靠近悬臂的外端，梁的弯矩越小，根据悬臂梁弯矩的变化特性，利用箱型截面，可以制作近似等强度截面梁（变截面梁），悬臂根部的截面尺寸大，悬臂外端部的截面尺寸小，既能提高悬臂的抗弯性能，又能节省材料[8]。第3节的算例中，如果悬臂为箱型结构，悬臂梁根部截面宽度=600mm，高度=900mm，板厚=12，则悬臂抗弯截面系数：=7331904 mm4由以上分析可知，截面的抗弯截面系数提高了3倍，而截面的面积仅仅提高了8倍（箱型截面面积6×104mm2，圆环截面面积0×104mm2），由于箱型截面可以制作成变截面梁，因此可以做到箱型悬臂的质量相对于无缝钢管悬臂质量变化不大，但抗弯性能可以得到显著提高。4 低周疲劳360度大摆锤悬臂折断发生在悬臂根部法兰连接部位，由前面分析可知，此处应力最大，产生微裂纹，因此强度不足是悬臂折断的主要原因。大摆锤在运行启动阶段，左右周期性摆动，悬臂断裂之前，由于没有明显的塑性变形，裂纹形成后又不易被及时检测。疲劳破坏导致悬臂折断突然发生，造成事故。由新闻报道可知，发生事故的360度大摆锤人数较多（其中发生在印度360度大摆锤事故，当时共有31名乘客），从图片可以看出，悬臂的等效半径较长，悬臂为钢管结构，另外，发生在乌兹别克的360度大摆锤事故，自今年3月设备才投入使用，仅仅运行了3个月，因此可以判断为低周疲劳破坏。悬臂折断的过程为：在乘人霍载荷和悬臂组件自重的作用下，悬臂根部产生较大的弯曲应力，由于材料强度级别低，容易导致疲劳裂纹的萌生，随着设备不断的启动运行，悬臂根部在交变弯曲应力作用下，不断经受低周疲劳，微裂纹不断形成并长大、连接成宏观裂纹。当裂纹扩展到一定尺寸时，悬臂剩余的截面抗弯性能不足以承受乘客和悬臂组件产生的弯矩时，将导致悬臂主体结构的突然折断[9]。5小结由以上分析可知，悬臂折断为典型的脆性断裂，在悬臂应力集中部位，应力安全系数偏低是导致悬臂断裂的主要原因。鉴于以上分析，对360度大摆锤的设计提出以下建议：1) 悬臂采用无缝钢管，可以显著减少加工工作量，但是只能制作相对小型的360度大摆锤。对于大型的360度大摆锤（如16座以上），受制于管直径和悬臂重量的限制，悬臂的安全系数难以满足设计要求，大型的360度大摆锤悬臂不宜采用钢管结构；2) 大型的360度大摆锤悬臂宜采用变截面箱型梁结构，可显著提高悬臂的抗弯截面系数，但制作工艺相对复杂；3) 大型的360度大摆锤悬臂材质，宜采用高强钢，可以在满足安全系数的前提下，显著降低摆动组件的重量，实现游乐设备的大型化；4) 重视应力集中部位（如悬臂根部）表面伤痕、材质缺陷等疲劳源的探伤检验，定期对悬臂进行安全检查，使用前或使用一段时间后，对悬臂根部进行局部无损探伤（如磁粉探伤）。参考文献：[1] 赵九峰 基于ANSYS Workbench大摆锤刚体动力学分析 [J] 机械研究与应用，2019（1）：44-[2] 王春寒 2007年全国特种设备事故及分析 [J] 中国特种设备安全，2008（4）：51-[3] 赵九峰 基于ANSYS的大摆锤减速机的选型与安装 [J] 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沈阳城市学院代码是13220。院校代号是全国各高校录取时为方便考生填报志愿而加注的由数字组成的代号串，即院校代码或学校代码。院校代码就如同是学校的一个身份证号，方便查询学校信息。沈阳城市学院（Shenyang City University），位于辽宁省沈阳市，是经教育部批准成立的民办全日制普通本科院校，为辽宁省首批应用型转型发展试点高校、“一带一路”高校联盟成员高校。沈阳城市学院始建于2001年，其前身是沈阳大学科技工程学院。2013年，经教育部批准，正式转设为独立设置的民办普通本科高等学校，更名为沈阳城市学院。根据2022年5月学校官网信息显示，学校占地面积2万平方米，教学科研仪器设备总值5万元。历史沿革2001年，沈阳大学科技工程学院成立。2002年4月，学校顺利通过了辽宁省教育厅组织的评估检查。2004年1月，经教育部确认，学校成为国家首批独立学院。2005年1月，学校顺利通过了国家教育部专项检查。2009年3月，沈阳大学和沈阳万和投资有限公司正式签订关于联合举办沈阳大学科技工程学院的协议。9月1日，沈阳大学科技工程学院由原校址文萃路55号迁入苏家屯区梧桐大街2号，即原绿岛森林公园院内。12月，沈阳大学科技工程学院获得辽宁省教育厅批准并颁发“中华人民共和国行政办学许可证书”。2013年4月，教育部同意沈阳大学科技工程学院转设为沈阳城市学院，为独立设置的民办普通本科学校，同时撤销了沈阳大学科技工程学院的建制。院系专业根据2021年6月学校官网信息显示，学校开设涵盖理学、工学、文学、法学、经济学、管理学、艺术学等学科门类的44个本科专业。师资队伍根据2021年6月学校官网信息显示，学校有专任教师496人，其中具有副高级以上职称的149人，占比30%；来自行业、企业、实务部门的兼职教师101人，按1/2计算占专任教师的10%；教师中符合“双师双能”标准和具有行业企业实践经历的教师366人，占比达74%；全校有专职实验实训教师79人，占比达16%；专任教师中，具有博士、硕士学位的教师占比90%以上，具有行业实践经验的教师占比50%以上，具有副高级以上职称的教师占比40%以上。质量工程根据2021年6月学校官网信息显示，学校有1个国家级一流本科专业建设点，7个辽宁省级一流本科专业建设点，7个辽宁省级一流本科教育示范专业，3个辽宁省级向应用型转变示范专业，2个辽宁省级综合改革试点专业，3个辽宁省级重点建设专业；辽宁省人才培养模式改革创新实验区2个，10个辽宁省大学生实践教育基地，5个辽宁省高校实验教学示范中心，获批2个辽宁省级现代产业学院；27门课程入选2020年辽宁省级一流本科课程。特色专业国家级一流本科专业建设点：酒店管理辽宁省级一流本科专业建设点：酒店管理、建筑环境与能源应用工程、广播电视编导、汉语言文学、新闻学、会计学、摄影辽宁省级一流本科教育示范专业：酒店管理、建筑环境与能源应用工程、广播电视编导、汉语言文学、新闻学、会计学、摄影辽宁省级综合改革试点专业：酒店管理、广播电视编导辽宁省级向应用型转变示范专业：财务管理、酒店管理、财务管理辽宁省级重点建设专业：财务管理、建筑环境与能源应用工程、摄影科研平台根据2022年5月学院官网信息显示，学校有省市重点实验室、省市社会科学研究基地7个，省高等学校新型智库4个，省级校企合作产业联盟、协同创新中心2个。科研成果2020年，学校获批沈阳市委宣传部两项重点调研课题项目2项，4项沈阳市教科工委2020年“双服务”项目，“仿人机器人视觉环境认知与类脑智能行为研究”获批2020年辽宁省科学技术厅项目。馆藏资源根据2022年5月学院官网信息显示，沈阳城市学院图书馆纸质藏书总量达103万余册，纸质期刊200余种，电子图书123万余册，电子期刊5570余种。馆藏资源涵盖人文科学、社会科学、自然科学与应用技术等学科领域，先后购入中国学术期刊网络出版总库、中国博士学位论文全文数据库、中国硕士学位论文全文数据库、中国重要报纸信息全文数据库、中国重要会议论文全文数据库、汇雅电子图书、读秀学术搜索、超星期刊8个数据库。合作交流根据2021年6月学校官网信息显示，学校与美国、英国、法国、葡萄牙、澳大利亚、日本、韩国等国家的28所大学建立了战略合作关系，加入“一带一路”高校联盟，开展了学生交换、学分互认、双学位、“2+2”“3+1”、本硕连读及海外实习等多种留学、游学项目。作为理事长单位牵头组建了辽宁省建筑信息技术产业校企联盟、辽宁融媒体创新产业校企联盟、辽宁省广播电视影像创意产业校企联盟，参与了辽宁省旅游行业校企联盟，与新松机器人有限公司、上海城建集团、东北设计院、辽宁电视台、沈阳报业集团等大型企业建立校外实习实训基地；与沈阳市委宣传部共建新闻与传播学院；与万豪、香格里拉等知名酒店合作，建立文化旅游现代产业学院。学校代码查询方法：一、《报考指南》高三毕业班的学生都会由学校统一组织订购《报考指南》这本书，书中全面的介绍了当年各个学校的招生专业、名额、往年录取分数线、学校代码等信息。二、《招生计划》高考结束后学校会统一发放《招生计划》，这本书里面的信息和《报考指南》差不多，也有关于学校代码等信息的介绍，对于考生来说，可以两本书参照着看，通过多方比较确定最终的报考院校。三、官网查询如果考生明确的知道自己想考哪个学校，那么就可以登陆到学校官网查询院校代码。此外，考生也可以通过登录省教育考试院校的官网来查询院校代码信息。

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不是211哦，现在211和985的说法都过时了，现在讲“双一流”！

大摆锤的工作原理。要实现摇摆幅度那么大，依靠惯性！