过山车轮轨摩擦实验台设计及动态性能研究的开题报告

过山车轮轨摩擦实验台设计及动态性能研究的开题报告一、研究背景过山车作为一种非常受欢迎的游乐设备，其刺激性和惊险感给游客带来了非常强烈的冲击感。过山车轮轨是过山车必须的运动轨道，是过山车运动的关键部件之一。轮轨的摩擦力不仅影响着过山车的速度和急转弯时的侧向力，同时也会使过山车的行驶更加安全和舒适。因此，研究过山车轮轨的摩擦力性能对提高过山车的安全性和过山车体验的舒适性具有非常重要的意义。二、研究内容本文将研究过山车轮轨的摩擦力性能，设计一个过山车轮轨摩擦实验台，对过山车轮轨的摩擦系数进行实验测量，并研究过山车在不同的轮轨摩擦力下的动态性能。具体研究内容包括：1.过山车轮轨的摩擦力原理和影响因素分析。2.设计一个过山车轮轨摩擦实验台，包括轮轨摩擦系数测量装置、过山车模拟装置和数据采集系统。3.对不同材料、不同状态的轮轨进行摩擦系数的测量和分析，并得出其摩擦力与压力、速度、时间等因素之间的关系。4.运用Mathematica、Matlab和Simulink等工具，建立过山车与轮轨的运动学动力学模型，仿真研究过山车在不同的轮轨摩擦力下的动态性能。三、研究意义1.对提高过山车的安全性具有重要的意义。2.为游乐设备设计和制造企业提供参考和依据。3.为未来游乐设备的研究和开发提供新思路和新方法。四、研究方法本文将采用实验和仿真相结合的方法进行研究。首先设计一个过山车轮轨摩擦实验台，对轮轨的摩擦系数进行实验测量，并分析不同因素对摩擦系数的影响。随后，运用数学建模技术和相关工具，建立过山车与轮轨的运动学动力学模型，仿真研究过山车在不同的轮轨摩擦力下的动态性能。五、研究方案和进度安排1.学习和掌握过山车轮轨摩擦力学理论和实验方法，了解过山车设计的相关要求和标准。2.设计过山车轮轨摩擦实验台，进行实验测量和数据分析。3.运用Mathematica、Matlab和Simulink等工具，建立多个过山车模型，并进行仿真研究。4.对实验和仿真结果进行对比分析，并撰写研究报告。具体进度安排如下：时间工作内容第1-2个月学习和研究过山车轮轨摩擦力学理论和实验方法第3-4个月设计过山车轮轨摩擦实验台，进行实验测量和数据分析第5-8个月运用Mathematica、Matlab和Simulink等工具，建立多个过山车模型，并进行仿真研究第9-10个月对实验和仿真结果进行对比分析第11-12个月撰写研究报告六、预期成果1.设计出一个过山车轮轨摩擦实验台，实现对轮轨摩擦系数的测量和分析。2.建立过山车与轮轨的运动学动力学模型，研究了过山车在不同的轮轨摩擦力下的动态性能。3.提出了相关的研究结论和建议，为进一步提高过山车的安全性和客户体验提供参考和依据。七、参考文献[1]吴勉荣.过山车轨道器械与材料设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.[2]陈琦.基于ADAMS的过山车轮轨动力学仿真分析[D].北京:北京理工大学,2015.[3]王斌,邵之江,施华清,等.过山车设计[M].北京:化学工业出版社,2014.[4]赵志强,王晓明.过山车轮轨摩擦力的影响因素和测量