顶部轨道结构受力分析.doc

顶部轨道受力分析（含初步优化方案） 已知：小车质量：1.4t，每辆小车满载时乘客的质量：0.42t（为了方便起见，力和重量单位用吨） （一）顶部轨道受力分析（满载） 钢丝绳承受小车本身重力在沿轨道方向上的分力，乘客的重力由销齿轮承受。 轨道平均升角为63.5°，小车在轨道上的受力示意图如图1所示。小车及乘客的所受到的重力在沿轨道方向上的分力为： 所以顶部钢丝绳所受到的内力为F=1.4×11×sin63.5°=13.78t，顶部水平轨道上轨道中心线上的受力分布形式如图2所示。力F对整个水平段所产生的力偶矩为 M=F×9.8=13.78×9.8=135tm。 双层轨道对顶部钢结构所产生的总的力偶矩为2M=2×135=270tm。 图1 图2 如上图所示，每个半圆上布置25个滑轮组，半圆被24等分。其中单个滑轮组的受力计算程序为（采用Matlab程序计算）： n=25 F=13.78 i=pi/(n-1) a=(pi-i)/2 T=2*F*cos(a) 经计算可得每个滑轮组上所受到的压力为：T=1.8025t。 顶部单个轨道所受到的竖直方向上的合力为F＇=22×2=44t。顶部整体所受到的竖直方向上的合力为F＇＇=2 F＇=2×44=88t。 （二）顶部轨道受力分析初步优化 图3 顶部优化连接方案 顶部螺旋线最大倾角为69°。按顶部优化连接计算所得力F对整个水平段所产生的力偶矩为 M=F×cos69°×9.8=13.78×9.8=48.8tm。 双层轨道对顶部钢结构所产生的总的力偶矩为2M=2×48.4=96.8tm。 每个轨道施加的荷载相当于竖向44t，同时存在135t-m扭矩的情况下进行分析。 最大水平位移为X向11mm，Y向18mm，Z向2mm。 杆件拟采用Ф150x6，内力最大为轴力60kN，发生于导轨下的斜支撑处，剪力最大18kN，发生于导轨处，弯矩最大为4.8kN-m，发生于导轨处，应力最大为58MPa。