【摘要】：風(fēng)能和太陽能等可再生能源給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來動(dòng)力,但其間歇性和不確定性給能源利用帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為了改善風(fēng)光電系統(tǒng)輸出功率的可控性,提升電網(wǎng)穩(wěn)定性,使電力調(diào)節(jié)更具有彈性,大容量儲(chǔ)能技術(shù)成為解決問題的關(guān)鍵。本文在機(jī)械彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)總體方案基礎(chǔ)上,對(duì)其重要組成單元機(jī)械彈性儲(chǔ)能箱進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)合高儲(chǔ)能密度的要求,開展了對(duì)單體蝸簧箱內(nèi)關(guān)鍵零部件蝸卷彈簧的材料選擇、幾何模型建立、儲(chǔ)能密度計(jì)算、有限元力學(xué)特性分析,并針對(duì)蝸卷彈簧兩端的連接進(jìn)行了相應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和有限元分析,主要內(nèi)容如下:(1)基于機(jī)械彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)總體方案,對(duì)機(jī)械彈性儲(chǔ)能箱及其主要零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。(2)運(yùn)用阿基米德螺旋線和對(duì)數(shù)螺旋線建立蝸卷彈簧幾何模型,并對(duì)其進(jìn)行受力分析;研究影響蝸卷彈簧儲(chǔ)能密度的主要因素,分析并對(duì)比了鋼材、玻璃纖維、碳纖維等不同材料蝸簧的儲(chǔ)能密度,并結(jié)合材料的經(jīng)濟(jì)性選擇玻璃纖維作為蝸簧材料。(3)對(duì)玻璃纖維蝸簧材料試件進(jìn)行強(qiáng)度拉伸實(shí)驗(yàn),確定材料的力學(xué)性能,為后續(xù)蝸簧及連接的力學(xué)性能分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。(4)建立蝸卷彈簧有限元模型,分析阿基米德螺旋線、對(duì)數(shù)螺旋線兩種狀態(tài)下蝸卷彈簧的變形及應(yīng)力分布;針對(duì)蝸簧與芯軸的連接,提出芯軸盒-螺釘組-壓塊的連接形式,并對(duì)連接件和被連接件進(jìn)行有限元建模及應(yīng)力分析;針對(duì)蝸簧與箱體內(nèi)壁的連接,提出襯片-螺釘組連接方式,建立連接的有限元模型,分析不同長度的襯片對(duì)蝸簧的影響,確定了合適的襯片長度。(5)針對(duì)單體蝸簧箱進(jìn)行有限元模態(tài)分析,通過對(duì)比不同階頻率和振型,分析了單體蝸簧箱的振動(dòng)情況。
【圖文】：

機(jī)械彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案

圖1-2兩種類型蝸卷彈簧
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH122

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2709566