劉文正

【摘 要】現(xiàn)代人們生活水平逐漸提升，越來越多人喜歡到游樂園中，通過一些游樂設(shè)施來愉悅自己的生活。作為保障游樂設(shè)施使用安全，焊接在整個游樂設(shè)施的設(shè)計(jì)、制造、安裝中，具有重要作用。鑒于此，論文針對大型游樂設(shè)施結(jié)構(gòu)件焊縫設(shè)計(jì)計(jì)算分析進(jìn)行了專門的分析，希望能夠?yàn)榇笮陀螛吩O(shè)施結(jié)構(gòu)件焊縫設(shè)計(jì)計(jì)算提供參考性建議。

【Abstract】Modern people's living standards are gradually increasing， more and more people like to go to amusement parks and enjoy their lives through the playing of some amusement facilities. As a guarantee of the safety of the amusement facilities，welding plays an important role in the design， manufacture and installation of the entire amusement facilities. In view of this， this article has carried on the specialized analysis to the weld design calculation and analysis of the structure of the large amusement facilities， and hopes to provide the reference suggestion for the design and calculation of the weld structure of the large amusement facilities.

【關(guān)鍵詞】大型游樂設(shè)施；結(jié)構(gòu)件；焊縫設(shè)計(jì)

【Keywords】large amusement facilities；structure；weld design

【中圖分類號】U673.38 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）03-0158-02

1 引言

在現(xiàn)代人們生活中，游樂設(shè)施的應(yīng)用已經(jīng)是必不可少的一項(xiàng)生活應(yīng)用。作為游樂設(shè)施的安全管理者，在部署和安全使用游樂設(shè)施的過程中，應(yīng)該注重對安裝中的焊接因素進(jìn)行全面控制，這樣才能通過焊接因素的控制，及時處理好相應(yīng)的焊接管理因素，保障最終的焊接質(zhì)量。本文通過對游樂設(shè)施焊接中的焊縫設(shè)計(jì)計(jì)算分析，及時確定了大型游樂設(shè)施在應(yīng)用中的焊縫設(shè)計(jì)以及一些焊接中需要注意處理好的要素，這樣才能保障焊接的質(zhì)量能夠滿足游樂設(shè)施的運(yùn)行安全。由此可見，在當(dāng)前的游樂設(shè)施焊接管理設(shè)計(jì)中，只有處理好其焊接設(shè)計(jì)中的計(jì)算分析，才能全面提升焊接的效果。

2 研究背景簡介

大型游樂設(shè)施的焊接過程中，需要處理的焊接元素較多，需要充分分析焊接元件的結(jié)構(gòu)，保障在焊接元件的結(jié)構(gòu)分析中，能夠及時處理好相應(yīng)的焊接管理工作。就我國當(dāng)前的大型游樂設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀來看，在焊接技術(shù)的實(shí)施中，還需要進(jìn)一步進(jìn)行焊接要素的管理，保障在焊接要素的計(jì)算管理分析中，能夠處理好焊接元件的結(jié)構(gòu)與焊縫之間的設(shè)計(jì)，通過精確的計(jì)算分析，能夠處理好焊接中的要素，本文針對大型游樂設(shè)施的焊接計(jì)算分析主要從焊透率以及焊透仿真兩個方面進(jìn)行，通過分析直角角焊縫強(qiáng)度來確定焊接中的計(jì)算，經(jīng)過公示的代入轉(zhuǎn)換之后，能夠?qū)崿F(xiàn)焊接質(zhì)量的要素控制，由此在這種背景下，開展了針對大型游樂設(shè)施的結(jié)構(gòu)件焊縫設(shè)計(jì)計(jì)算[1]。

3 直角角焊縫強(qiáng)度理論計(jì)算

大型游樂設(shè)施的焊接結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在現(xiàn)實(shí)焊接過程中需要處理的焊接接頭樣式比較多，直角角焊縫處理是經(jīng)常遇到的一種焊接形式。比如，飛行塔的旋轉(zhuǎn)支架以及過山車的輪架等都需要借助直角角焊縫處理，只有處理好焊接中的支架焊縫，才能承受住垂直板的受力支撐。

在直角角焊縫處理中，其受力結(jié)構(gòu)與外圍的拉應(yīng)力有明顯的關(guān)系，通過數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換分析，將立板高L定義為100mm，整個板厚10mm，焊縫長度100mm，焊腳尺寸分別為5mm、9mm、13mm、15mm。從整個焊縫中區(qū)域內(nèi)選擇全焊透10mm，非全焊透10mm，假設(shè)垂直力為100000N，水平力為100000N[2]。經(jīng)過整合之后的焊縫應(yīng)力值表述如表1所示。

由表1中的數(shù)據(jù)可以看出，在不同的垂直力影響下，全焊透材料的應(yīng)用結(jié)構(gòu)應(yīng)力值明顯小于非全焊透結(jié)構(gòu)的應(yīng)力值。隨著焊腳尺寸的增加，焊縫應(yīng)力值也逐漸呈現(xiàn)遞減趨勢，相比于全焊透焊縫應(yīng)力值，非全焊透結(jié)構(gòu)對于焊腳尺寸的變化影響更為顯著。

4 直角角焊縫強(qiáng)度有限元計(jì)算

4.1 全焊透焊縫仿真

全焊透仿真是針對ANSYS軟件模型建模提出的一種特殊性計(jì)算方法，在該方法的計(jì)算中，將Ny和Nx進(jìn)行了施力控制，選取立板頂部作為受力支撐條件，當(dāng)T=0時，焊縫為全焊透結(jié)構(gòu)，而焊縫的分布區(qū)域如圖1、圖2所示。

由圖2中的受力關(guān)系可以看出，當(dāng)截面面積固定在一定的范圍內(nèi)，其對應(yīng)的仿真計(jì)算結(jié)果為1000Mpa，與公式的計(jì)算結(jié)果相一致，而當(dāng)應(yīng)力值小于A區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力值時其對應(yīng)的焊縫強(qiáng)度也會表現(xiàn)出明顯的不同，在整體的應(yīng)力值作用下，其對應(yīng)的應(yīng)力值集中在B區(qū)域內(nèi)。

4.2 非全焊透焊縫仿真

非全焊透焊縫仿真，其選定的模型尺寸和全焊透模型仿真中的尺寸相同，但是選取的T值為10mm，通過對其受力關(guān)系的應(yīng)用分析，得出在相同條件下的焊接處理中，要想保障焊接應(yīng)力關(guān)系，就應(yīng)該在某一截面內(nèi)進(jìn)行特定的應(yīng)力控制，保障在應(yīng)力控制下能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算結(jié)果的最優(yōu)化仿真處理。圖3是焊接應(yīng)力N作用下的仿真計(jì)算結(jié)果，作用下的仿真計(jì)算結(jié)果，從圖中可以看出，當(dāng)選定的尺寸為10mm時，其對應(yīng)的仿真結(jié)果為100MPa，與最終的計(jì)算公式結(jié)果相同。

由圖3中的作用力受力分布情況可以看出，當(dāng)垂直應(yīng)力的分布處于一種穩(wěn)定的狀態(tài)時，其整體的焊接質(zhì)量會受到影響，并且在實(shí)際焊接過程中由于受力點(diǎn)的分布不均衡，會出現(xiàn)受力的轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，在這種情況下，要想保障焊接的質(zhì)量，就必須要針對焊接過程中的作用力進(jìn)行分析，確保在分析之后，能夠?qū)崿F(xiàn)焊接條件的快速轉(zhuǎn)變[3]。

4.3 不同焊透率下焊縫集中應(yīng)力仿真

在大型游樂設(shè)施的焊接中，由于焊接中存在不同的焊透率，因此，在這種情況下，需要按照實(shí)際的焊接條件，對焊接中的材料焊透率進(jìn)行分析，確保在分析之后，能夠及時處理好相應(yīng)的焊接管理因素，不同焊透率下的焊縫應(yīng)力變化關(guān)系，在不同焊透率下的焊縫處理中，其焊縫處理會隨著應(yīng)力值的變化呈現(xiàn)出遞增趨勢，也就是說隨著應(yīng)力值的增加，其對應(yīng)的焊接時間也會相對有所轉(zhuǎn)變。

5 結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)代化游樂設(shè)施的結(jié)構(gòu)件焊接中，要想保障其焊接的質(zhì)量能夠保障游樂設(shè)施的應(yīng)用安全，就應(yīng)該加強(qiáng)對游樂設(shè)施的焊接質(zhì)量，以及焊接設(shè)計(jì)進(jìn)行專門的計(jì)算分析，通過計(jì)算分析之后，及時確定焊接中的技術(shù)應(yīng)用，保障焊接的質(zhì)量[4]。通過本文的分析總結(jié)，將大型游樂設(shè)施構(gòu)建焊縫設(shè)計(jì)中的計(jì)算分析總結(jié)為以下幾點(diǎn)：首先，針對其焊縫強(qiáng)度的理論焊接進(jìn)行計(jì)算；其次，對焊接中的有限元進(jìn)行換算分析，通過焊透率的仿真分析，及時確定焊接中的技術(shù)應(yīng)用，保障在焊接過程中能夠有效處理好焊接要素，確保游樂設(shè)施的焊接安全。

【參考文獻(xiàn)】

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【3】楊海江，宋偉科.飛行塔類游樂設(shè)施座艙吊掛裝置結(jié)構(gòu)分析[J].中國特種設(shè)備安全，2016，32（4）：73-76.

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