本文關(guān)鍵詞：彈性儲能系統(tǒng)平面渦卷彈簧優(yōu)化設(shè)計及模擬仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：風(fēng)能是典型的隨機性和間歇性能源，風(fēng)電并網(wǎng)給電網(wǎng)會帶來沖擊，影響了電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，并成為制約風(fēng)電發(fā)展的瓶頸。在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中引入儲能系統(tǒng)，利用其動態(tài)吸收能量并適時釋放能量的特點，可改善風(fēng)電場輸出功率的可控性，提升電網(wǎng)的穩(wěn)定性。本文在機械式彈性儲能-發(fā)電系統(tǒng)方案設(shè)計基礎(chǔ)上，根據(jù)大容量儲能的要求，對其關(guān)鍵部件平面渦卷彈簧開展了優(yōu)化設(shè)計及模擬仿真的研究，主要包括： 首先，研究了平面渦卷彈簧及其特性曲線，對其進行設(shè)計計算和儲能密度計算； 其次，以儲能密度最大為優(yōu)化目標，以矩形截面平面渦卷彈簧的截面形狀尺寸為設(shè)計變量，，對渦卷彈簧進行了優(yōu)化，并對優(yōu)化后平面渦卷彈簧儲能密度進行了計算和比較，得出優(yōu)化后的渦簧可有效提高儲能密度； 再次，對優(yōu)化后的平面渦卷彈簧建立了有限元模型，運用有限元軟件ansys對其進行了應(yīng)力分析和模態(tài)分析，通過應(yīng)力分析，得到了渦簧的最大變形量和最大應(yīng)力值，及其在受到固定扭矩作用下的變形情況；通過模態(tài)分析，得到了渦簧前20階振型圖以及所對應(yīng)的固有頻率； 最后，用Pro/E wildfire5.0軟件建立優(yōu)化后渦簧實體模型，利用ADAMS平臺，建立了渦簧柔性體模型并對其進行了動力學(xué)仿真分析，得到了渦簧的變形圖和施加了恒定角速度的渦簧的剛度曲線和儲能曲線，仿真結(jié)果與渦簧實際剛度變化曲線相一致。 本文研究成果提高了平面渦卷彈簧儲能密度，為大容量機械式彈性儲能提供了新思路和良好的借鑒。
【關(guān)鍵詞】：平面渦卷彈簧 優(yōu)化 儲能密度 有限元分析 動力學(xué)分析
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH135
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-12
• 1.2 各種儲能技術(shù)研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 常見儲能技術(shù)12-15
• 1.2.2 機械儲能中的彈簧儲能15-17
• 1.3 課題研究內(nèi)容17-19
• 第2章 平面渦卷彈簧設(shè)計及儲能密度計算19-25
• 2.1 平面渦卷彈簧19-21
• 2.1.1 平面渦卷彈簧簡介19-20
• 2.1.2 平面渦卷彈簧的特性曲線20-21
• 2.2 平面渦卷彈簧計算21-24
• 2.2.1 平面渦卷彈簧基本計算21-22
• 2.2.2 平面渦卷彈簧儲能密度計算22-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第3章 平面渦卷彈簧優(yōu)化25-32
• 3.1 彈性儲能系統(tǒng)-發(fā)電系統(tǒng)方案25-26
• 3.2 彈性儲能系統(tǒng)儲能原理26-27
• 3.3 平面渦卷彈簧截面優(yōu)化27-29
• 3.4 異型截面渦簧儲能密度計算及比較29-31
• 3.5 本章小結(jié)31-32
• 第4章 異型截面平面渦卷彈簧的有限元分析32-39
• 4.1 有限元分析及軟件介紹32
• 4.2 異型截面平面渦卷彈簧力學(xué)模型32-34
• 4.3 邊界條件的確定34
• 4.4 異型截面平面渦卷彈簧應(yīng)力分析34-36
• 4.5 異型截面平面渦卷彈簧的模態(tài)分析36-38
• 4.6 本章小結(jié)38-39
• 第5章 異型截面平面渦卷彈簧動力學(xué)仿真研究39-47
• 5.1 動力學(xué)分析軟件 ADAMS39
• 5.2 柔性體39-41
• 5.2.1 柔性體基本概念39-40
• 5.2.2 柔性體生成方法40-41
• 5.3 截面優(yōu)化前后平面渦卷彈簧動力學(xué)仿真41-46
• 5.3.1 ADAMS 中異型截面渦簧柔性體模型建立41-42
• 5.3.2 異型截面渦簧動力學(xué)分析42-45
• 5.3.3 截面優(yōu)化前后渦簧動力學(xué)分析比較45-46
• 5.4 本章小結(jié)46-47
• 第6章 結(jié)論與展望47-49
• 參考文獻49-52
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及其它成果52-53
• 致謝53

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：彈性儲能系統(tǒng)平面渦卷彈簧優(yōu)化設(shè)計及模擬仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：383648