过山车仿真分析

过山车的虚拟建模
某过山车设计要求为：轨道总长276 m,轨道占 地长度为200 m;运送的小车一列6辆，每辆700 kg,乘客24人；运行最高速度达到85 km/h。主要结 构部件，可以划分为轮桥、车架、连接器、车厢和轨 道等几个主要部件模块。整个建模过程采取自下而 上的方式进行，首先完成各个模块零件的虚拟建
图5 —般连接器的装配模型

图6尾部连接器的装配模型

图7车厢装配模型

图2轮桥的装配模型

图8轨道的装配模型

图3首车车架的装配模型

图4尾车车架的装配模型

模，接着将零件模型组装成各个部件模块，最后 将所有模块进行虚拟装配，完成整个过山车的 虚拟装配模型。图1表示了过山车虚拟建模的层
次关系。

1.3  过山车的三维实体模型
过山车分为轮桥、车架、连接器、车厢和轨道等 几个主要部件模块，虚拟装配也采取自下而上的方 式进行，首先将零件模型装配成部件模型，然后将部 件和零件模型装配而成整个过山车的虚拟模型。
2过山车参数化设计
2.1参数化设计开发背景
Pro/Engineer 参 数 化 造 型 系 统 在 设 计 和 制 造 业
中得到了更广泛的应用，Pro/Engineer作为通用的三 维CAD/CAM系统在功能上基本能够满足产品的三 维设计要求，但要更高效地进行产品设计以满足更

图9车辆与直轨道装配模型

高层次的要求，就可以借助高级开发工具包Pro/ Toolkit。
Pro/ Toolkit是PTC公司提供的纯C语言二次
开发工具包，它为用户或者第三方软件商提供了一 庞大的C语言函数库，该库提供了 Pro/E软件大的 底层函数，用户可以借助该库扩展能与Pro/E无缝 集成的自定义功能、访问Pro/ E数据、用户化自己 的工作界面等。通过Pro/Toolkit开发工具可以实现 过山车零部件的参数化设计。
2.2参数设计的关键技术
参数化程序针对零件的设计参数进行编程， 实现设计参数的检索、修改和根据新的参数值生 成新的三维模型的功能，对于每个零部件，合理选 择几个尺寸作为参数与几何约束集相关联（这些 尺寸叫驱动尺寸，Dimension-Driven),通过修改这 几个参数来生成具有相应参数尺寸的实体模型。 其过程如图10。

图10修改参数流程