碰碰车低速正碰撞动力分析与比较研究

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随着社会的发展和大众生活水平的提高，休闲娱乐成为人们日常生活的一个重要组成部分，游乐设备也越来越受大众欢迎^[1]，碰碰车作为一种传统的游乐设备，玩法多样，适合多人一起游戏，可以进行追逐、碰撞、围堵、反弹、抢位、对抗、配合打援等，每种游戏形式都可以获得不同的快乐，碰碰车是一种互动性和参与感比较强烈的游乐设施，是一款适合亲子、情侣、朋友之间一起参与的游乐形式^[2]。

碰碰车在运行过程中，车体之间、车体与防撞梁不断发生碰撞，经常承受作用时间很短但幅度很大的碰撞冲击载荷。碰碰车周围都有一层缓冲胎，减小碰撞时的冲击力和对乘客人身安全的影响。传统的游乐设施结构计算中，采用一个放大的冲击系数考虑碰撞冲击载荷的影响^[3]，设计时一般无法准确计算；同时游乐设备行业部分学者认为，碰碰车以额定速度对面正碰撞时效果要远大于碰碰车与静止的防撞梁碰撞效果。由于碰撞时间短、过程复杂，样机碰撞试验难以精确地测验碰撞过程中的受力变形^[4]。为了解决当前碰碰车设计时碰撞冲击系数理论计算不精确，同时验算不同工况下碰撞效果的目的，以有限元仿真技术和结构动力学理论为基础，应用有限元工程分析软件^[5]，对碰碰车的两种典型的正碰撞工况进行模拟分析和对比研究：

工况1：碰碰车和防撞梁正碰撞；

工况2：两辆碰碰车对面正碰撞。