隨著社會(huì)的發(fā)展,能源與環(huán)保問題越來越受到人們的重視,而復(fù)合材料,永磁軸承,電機(jī)控制系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展使飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能有了極大的提升,所以作為一種容量大,效率高,零污染的新型儲(chǔ)能技術(shù),其在節(jié)能減排領(lǐng)域有著十分廣闊的應(yīng)用前景。飛輪轉(zhuǎn)子作為系統(tǒng)的儲(chǔ)能部件,是整個(gè)系統(tǒng)的核心,所以對(duì)飛輪轉(zhuǎn)子的分析研究具有十分重要的意義。本文在閱讀了大量的文獻(xiàn)基礎(chǔ)上,了解了國(guó)內(nèi)外對(duì)飛輪轉(zhuǎn)子研究現(xiàn)狀。通過對(duì)比多種最新復(fù)合材料性能參數(shù),綜合考慮材料成本,儲(chǔ)能密度,比強(qiáng)度等因素,采用T700/5028環(huán)氧樹脂作為制作飛輪輪緣的復(fù)合材料,選用鋁合金作為輪轂材料。設(shè)計(jì)飛輪的輪緣為5層圓環(huán)套裝,在六輻條式輪轂的基礎(chǔ)上對(duì)輪轂部分進(jìn)行優(yōu)化,使輪轂質(zhì)量減小10.5%,并改善了應(yīng)力集中問題,在10kr/min的工況下最大應(yīng)力可降低20%。鑒于目前大多數(shù)對(duì)飛輪分析時(shí)采用的蔡一希爾（Tsai-Hill）強(qiáng)度準(zhǔn)則有一定的缺陷,本文創(chuàng)新性的將更適合三維失效分析的Tserpes強(qiáng)度準(zhǔn)則應(yīng)用于復(fù)合材料飛輪的失效分析,有利于飛輪分析結(jié)果準(zhǔn)確性的提高。目前復(fù)合材料飛輪的應(yīng)力以及模態(tài)分析涉及飛輪初應(yīng)力因素的文獻(xiàn)較少,而飛輪的初應(yīng)力會(huì)影響飛輪的剛度矩... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
符號(hào)說明
1 緒論
    1.1 研究的背景及其應(yīng)用
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 飛輪系統(tǒng)的工作原理
    1.4 本文主要的研究?jī)?nèi)容
2 飛輪系統(tǒng)的強(qiáng)度準(zhǔn)則與儲(chǔ)能密度
    2.1 失效準(zhǔn)則的選取
    2.2 儲(chǔ)能密度
        2.2.1 材料對(duì)儲(chǔ)能密度的影響
        2.2.2 線速度對(duì)儲(chǔ)能密度的影響
    2.3 本章小結(jié)
3 復(fù)合材料飛輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
    3.1 飛輪轉(zhuǎn)子輪緣材料的選擇
        3.1.1 幾種常用的纖維材料的參數(shù)
        3.1.2 環(huán)氧樹脂基體的性能參數(shù)
    3.2 飛輪輪緣部分的成型工藝
        3.2.1 纏繞技術(shù)
        3.2.2 正交鋪層層壓成型法
        3.2.3 多環(huán)過盈裝配技術(shù)
        3.2.4 其他裝配方式
    3.3 飛輪輪轂材料的選擇
    3.4 飛輪輪轂形狀的設(shè)計(jì)
    3.5 本章小結(jié)
4 不同初應(yīng)力條件下復(fù)合材料飛輪的應(yīng)力分析
    4.1 各向異性彈性體力學(xué)基本方程
        4.1.1 有一彈性對(duì)稱面的情況
        4.1.2 正交各向異性的情況
    4.2 復(fù)合材料飛輪轉(zhuǎn)子力學(xué)模型和方程的建立及求解
    4.3 有限元理論在復(fù)合材料飛輪計(jì)算中的應(yīng)用
        4.3.1 有限元法的基本思想及其步驟
        4.3.2 考慮初應(yīng)力的飛輪有限元理論
    4.4 考慮不同初應(yīng)力的復(fù)合材料飛輪的應(yīng)力分析
        4.4.1 建模與網(wǎng)格劃分
        4.4.2 飛輪初應(yīng)力大小對(duì)飛輪的影響
        4.4.3 初應(yīng)力分布形式對(duì)飛輪的影響
    4.5 本章小結(jié)
5 不同初應(yīng)力條件下復(fù)合材料飛輪的模態(tài)分析
    5.1 轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
    5.2 模態(tài)分析原理
    5.3 考慮初應(yīng)力的飛輪模態(tài)分析有限元理論
    5.4 運(yùn)用workbench進(jìn)行飛輪模態(tài)分析
        5.4.1 施加均布初應(yīng)力時(shí)飛輪的模態(tài)分析
        5.4.2 施加變初應(yīng)力時(shí)飛輪的模態(tài)分析
    5.5 飛輪的臨界轉(zhuǎn)速
    5.6 本章小節(jié)
6 復(fù)合材料飛輪的初應(yīng)力與極限轉(zhuǎn)速的關(guān)系
    6.1 極限轉(zhuǎn)速理論解
    6.2 對(duì)施加初應(yīng)力的飛輪極限轉(zhuǎn)速進(jìn)行分析
    6.3 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與專利目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多環(huán)混合復(fù)合材料飛輪應(yīng)力分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 蘆晨祥,蘇維國(guó),張賢彪,王東.  玻璃鋼/復(fù)合材料. 2017(09)
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碩士論文
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[2]復(fù)合材料儲(chǔ)能飛輪結(jié)構(gòu)應(yīng)力及動(dòng)態(tài)特性研究[D]. 周生良.山東大學(xué) 2015
[3]碳纖維復(fù)合材料飛輪的設(shè)計(jì)[D]. 汪勛超.武漢理工大學(xué) 2013
[4]曲軸—飛輪組合的模態(tài)分析及優(yōu)化[D]. 李業(yè)聰.廣西大學(xué) 2013
[5]高速?gòu)?fù)合材料飛輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝優(yōu)化[D]. 苑美實(shí).哈爾濱工程大學(xué) 2013
[6]復(fù)合材料飛輪儲(chǔ)能密度分析[D]. 王銳.太原科技大學(xué) 2012
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[8]復(fù)合材料飛輪儲(chǔ)能轉(zhuǎn)子主體應(yīng)力分析[D]. 梁棟.浙江大學(xué) 2011
[9]復(fù)合材料儲(chǔ)能飛輪結(jié)構(gòu)力學(xué)及儲(chǔ)能研究[D]. 賈紅雨.鄭州大學(xué) 2009
[10]混合動(dòng)力客車飛輪電池中高速?gòu)?fù)合材料飛輪的設(shè)計(jì)與仿真[D]. 廖芳.武漢理工大學(xué) 2004



本文編號(hào)：2940600