随着科技的进步,如今的过山车正朝着更快、更惊险、更趣味的方向发展。与此同时对过山车的相关设计及力学性能也提出了更精细的要求。过山车轨道是整个过山车系统的核心结构,对其进行动力学、静力学及动态特性分析在工程应用中具有重要的理论和现实意义。论文基于虚拟样机技术对轨道结构进行动力学、静力学及动态特性分析,用以研究某研究院设计的三环过山车轨道结构的相关特性,全文主要开展以下工作。(1)根据过山车的设计技术参数,对轨道结构和立柱结构进行设计,运用Solidworks对过山车轨道结构、立柱结构和运载小车进行三维建模。为过山车的动力学仿真分析做准备。(2)基于ADAMS建立过山车动力学仿真模型,对运载小车和轨道之间设置约束条件、各相对运动构件之间施加相对应的约束和作用力。分析过山车在无风、正向迎风(+X向)、负向迎风(-X向)、正向侧风(+Y向)和负向侧风(-Y向)五种不同工况下轨道结构的受力特点,得出轨道结构受力最大的典型位置,分析出轨道结构受力危险位置。通过分析,提取轮组对轨道结构的作用力载荷随时间的变化曲线,得到轨道结构受力最大位置的轮组作用力,为后续过山车轨道结构静力学分析提供外载荷数据。(3)建立过山车轨道结构的有限元模型,通过上述动力学仿真分析获得轮组对轨道作用力。对轨道结构的受力最大位置进行结构强度和疲劳强度分析,得到轨道结构各部分的应力和变形云图。根据轨道结构各部分最大应力值,校核轨道结构的强度和刚度,验证其安全系数是否满足相应的国家标准。(4)对轨道结构进行动态特性分析,得到轨道结构的固有频率和模态振型。在此基础上,分析轨道结构体系布置、轨道管的规格选用、轨道结构质量和刚度分布是否合理。以期为后续过山车轨道结构抗震性分析提供理论依据。(5)针对工程而言,轨道结构的抗震性分析具有实际作用。本文采用反应谱法理论和时程分析法理论对轨道结构进行抗震性分析,根据分析结果,提出轨道结构的改进意见。本文基于虚拟样机联合仿真分析技术的研究方法,提高了过山车轨道结构的设计精度和效率,该方法可应用到其它类型的过山车轨道结构。对于轨道结构的设计、优化和改进有重大意义。