过山车是一种常见于游乐园中的娱乐设施,其特点就是能在高速的运行中感受惊险和失重的快感,但其能够受到大众,尤其是年轻人的追捧,关键在于所设计过山车运行中的速度、支撑结构整体高度和斗折蜿蜒的轨道形式。这其中支撑结构又是整个设计的关键所在,支撑结构是否合乎规范会直接影响乘客乘坐过山车的体验感和安全性。所以对所设计的支撑结构进行整体性分析,在实际工程应用中具有重要的意义。论文以单轨过山车和其支撑结构为研究对象,对过山车整体结构进行了运动学和力学性能的研究分析,在此基础上对过山车支撑结构进行了结构设计和分析,具体分为四部分。(1)基于ADAMS软件,应用简化建模方法建立过山车运动学和动力学模型,对过山车的可动连接部分和轨道进行了合理的简化处理,通过软件仿真计算,得到过山车轨道承受的载荷,提取了轨道承受的载荷谱。(2)运用ANSYS软件建立过山车支撑结构有限元模型,依据所提取载荷作用力对各工况进行加载,进行结构强度分析。校核各工况位置应力是否满足国标规定安全系数,对不满足标准的工况位置,优化设计该位置立柱形式。(3)对过山车支撑结构进行动态特性分析,在ANSYS软件中编写命令流进行模态分析计算,得到固有频率和模态振型,依据结果对轨道结构体系安排、结构刚度、质量和立柱形式进行分析,验证支撑结构整体设计的合理性。(4)根据模态分析所计算得出的振型,运用模态叠加法对支撑结构静力学分析结果中变形大的工况位置,进行瞬态动力特性分析。分析支撑结构各位置瞬态载荷随时间变化对轨道结构所产生的位移响应,对比静态加载下工况位置的变形和瞬态加载产生的位移,分析两种状态的差异。文章基于虚拟样机技术、有限元软件分析对过山车和其支撑结构进行分析与仿真实践,为过山车从设计到后续安全性的评估提供可借鉴的思路和方法。