过山车常见于游乐园和主题乐园中,深受广大游客的喜爱。它的运动过程包含了许多物理学原理,在高速运行的过程中,失重、超重、离心等现象不断出现,其运行过程中的运动学和动力学性能直接决定了其安全性。过山车的运行过程就是初始的重力势能被轮轨摩擦和其他阻力不断消耗的过程,所以轮轨系统摩擦的大小直接决定了过山车运行过程中的运动学和动力学性能。现有的过山车运动学和动力学分析都是根据经验给定轮轨系统的摩擦系数,而实际的摩擦受到材料性质、载荷、滑动速度、温度、表面粗糙度、表面膜等因素的影响,所以有必要就过山车轮轨系统摩擦特性进行实验研究,以保证仿真的真实性,提高过山车的整体设计水平。论文首先介绍了过山车轮轨系统摩擦系数测试实验台的设计过程,该实验台可更换安装不同类型的轮组和轨道,分别测量在不同压力和速度下过山车轮系中的轮组与轨道之间的摩擦系数,适用于不同类型的过山车,具有较强的实用和通用性。其次,利用有限元分析软件ANSYS及ANSYS Workbench对实验台中的关键零部件建模、施加载荷及边界条件,进行强度校核。然后,利用动力学仿真分析软件ADAMS,结合三维实体设计软件Pro/E和有限元分析软件ANSYS建立实验台虚拟样机的刚柔耦合模型,对实验台的动态性能进行研究,保证实验台的性能。最后,通过列举不同的数据对实验台虚拟样机进行仿真测试分析,利用MATLAB软件对仿真结果进行数据处理,得到摩擦系数关于压力和速度的函数关系式,验证了实验台的可行性。论文的研究工作证明了所设计实验台的可行性,其结构强度满足要求,动态性能能够满足摩擦性能测试需要,对过山车的仿真设计提供了有价值的参考。