復合材料飛輪儲能系統(tǒng)具有儲能密度高、質(zhì)量輕、效率高、壽命長、無污染等特點,從眾多儲能技術中脫穎而出。碳纖維復合材料具有較高的比強度、比剛度以及不產(chǎn)生高頻渦流損耗等特點,成為制作飛輪轉(zhuǎn)子輪緣的首選材料。無張力纏繞工藝制作的復合材料飛輪轉(zhuǎn)子徑向強度較低,無法充分發(fā)揮復合材料高比強度的特性。多環(huán)過盈裝配技術能夠有效改善轉(zhuǎn)子徑向應力分布,但機加工和過盈裝配極易導致復合材料層產(chǎn)生損傷、開裂、毛刺、崩塊及分層等缺陷。大張力纏繞成型技術不僅能改善飛輪轉(zhuǎn)子徑向應力分布,還能避免裝配工藝對復合材料層的損傷。因此,研究大張力纏繞技術制備高性能復合材料飛輪轉(zhuǎn)子具有重要的意義。本文針對高速飛輪轉(zhuǎn)子對材料的要求選擇合適的材料,測試了鋁合金、環(huán)氧樹脂澆鑄體以及三種類型纖維與樹脂復合后的基本力學性能,為解析分析和數(shù)值仿真分析提供基本的材料參數(shù)。基于平面應力假設建立了軸對稱飛輪轉(zhuǎn)子的解析模型,推導出大張力纏繞成型過程和高速旋轉(zhuǎn)時飛輪轉(zhuǎn)子的應力應變表達式。分析了在30000 RPM工作轉(zhuǎn)速下張力制度、材料搭配和材料厚度分配對轉(zhuǎn)子應力分布的影響,確定了最佳張力制度和三種復合材料層的厚度。借助ANSYS有限元軟件建立復合材... 

【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

飛輪轉(zhuǎn)子典型結構

（a）圓錐面過盈裝配 （b）圓柱面過盈裝配圖 1-2 兩種典型的過盈壓裝工藝大張力纏繞成型技術規(guī)張力纖維纏繞和大張力纖維纏繞工藝流程基本相似，通常都采用。圖 1-3 為大張力濕法纏繞成型工藝示意圖，其主要是在傳統(tǒng)的纏粉制動器（安裝在浸膠槽和絲嘴中間），并配備先進的纖維紗帶傳圖 1-3 大張力濕法纏繞成型工藝示意圖

來提升飛輪轉(zhuǎn)子徑向強度。（a）圓錐面過盈裝配 （b）圓柱面過盈裝配圖 1-2 兩種典型的過盈壓裝工藝張力纏繞成型技術張力纖維纏繞和大張力纖維纏繞工藝流程基本相似，通常都采圖 1-3 為大張力濕法纏繞成型工藝示意圖，其主要是在傳統(tǒng)的制動器（安裝在浸膠槽和絲嘴中間），并配備先進的纖維紗帶傳


本文編號：3509456