隨著人們對(duì)環(huán)保、健康等理念的追求與日益嚴(yán)重的污染、交通堵塞、能源短缺等問(wèn)題的矛盾愈發(fā)突出,城市自行車又回到了大眾的視線。現(xiàn)今,人們對(duì)出行交通工具的要求越來(lái)越高,普通城市自行車已不能滿足大眾工作生活的需求,需要對(duì)城市自行車進(jìn)行改進(jìn),從而減少路途時(shí)間和疲勞,健康身心,提高工作效率,降低出行成本,避免擁擠,改善公共交通環(huán)境。輪組是城市自行車的重要組成部分,研究能量回收裝置對(duì)輪組的優(yōu)化對(duì)城市自行車的改進(jìn)有重要意義。本文主要對(duì)城市路況特性及城市自行車輪組的典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上,對(duì)26寸城市自行車輪組系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,增加了飛輪和平面渦卷彈簧組成的能量回收裝置;優(yōu)化了城市路況下的城市自行車啟動(dòng)階段,實(shí)現(xiàn)騎行省力省時(shí)的目的;對(duì)優(yōu)化后的城市自行車輪組系統(tǒng)組成元件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,并對(duì)優(yōu)化后的城市自行車輪組及其組成元件、騎行蹬踏加速過(guò)程、能量回收裝置加速車輛過(guò)程等建立數(shù)學(xué)模型。利用Matlab軟件對(duì)優(yōu)化后的城市自行車輪組系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真研究,仿真結(jié)果表明,當(dāng)優(yōu)化輪組自行車完成初次儲(chǔ)能后,不論從蹬踏力分析還是加速時(shí)間分析,城市自行車優(yōu)化輪組的性能均高于普通城市自行車輪組。對(duì)城市自行車輪組結(jié)構(gòu)優(yōu)... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

目前常見(jiàn)各類輪組Fig1.1Commonbicyclewheels

惴?析了改進(jìn)方案[28]；孫偉等人基于經(jīng)驗(yàn)公式、利用遺傳算法對(duì)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)械儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)中的渦卷彈簧進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)[29]。在國(guó)外，Kim等人對(duì)比不同的彈性儲(chǔ)能元件，對(duì)外骨骼機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，相比于圓柱彈簧，平面渦卷彈簧作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)更能突出外骨骼機(jī)器人的工作性能[30]；Knox等人利用單向串聯(lián)彈性執(zhí)行器中的平面渦卷彈簧的解析模型，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，并提出了設(shè)計(jì)[31]；MunozGuijosa等人提出了適用于平面渦卷彈簧的通用分析模型，模型和測(cè)試結(jié)果表明彈簧厚度對(duì)扭矩與旋轉(zhuǎn)角度有重要影響[32]。圖1.2制動(dòng)能量回收裝置Fig.1.2Brakingenergyrecoverydevice

了靜態(tài)分析，得到了該裝置在不同工況下的應(yīng)力分布及變化[36]；基于儲(chǔ)能系統(tǒng)關(guān)鍵部位的應(yīng)力特性分析、模態(tài)特性分析和動(dòng)力學(xué)特性分析，華北電力大學(xué)馮恒昌[37]和劉美嬌[38]對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)中的平面渦卷彈簧進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；根據(jù)汽車制動(dòng)能量回收裝置原理，（如圖1.2所示），南京理工大學(xué)單文澤設(shè)計(jì)了一種采用平面渦卷彈簧為儲(chǔ)能元件的儲(chǔ)能系統(tǒng)，建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并用Matlab進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，得到影響效率的因素[39]；王建國(guó)對(duì)關(guān)節(jié)機(jī)器人當(dāng)中的平面渦卷彈簧進(jìn)行了有限元仿真分析，并改進(jìn)了加工工藝[40]。1.2.3儲(chǔ)能飛輪研究現(xiàn)狀圖1.3飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)示意圖Fig1.3Schematicdiagramofflywheelenergystoragesystem儲(chǔ)能飛輪系統(tǒng)如圖1.3所示，其制造材料包括鋁合金、鋼等金屬材料和玻璃纖維、碳纖維等纖維復(fù)合型材料。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)高速儲(chǔ)能飛輪的設(shè)計(jì)和研究做了大量的工作。一般來(lái)說(shuō)，根據(jù)飛輪的應(yīng)用和材料的不同，其設(shè)計(jì)理念和方法也是不同的。金屬材料飛輪側(cè)重于對(duì)其截面形狀的設(shè)計(jì)與優(yōu)化；而纖維復(fù)合材料飛輪通常為圓盤(pán)形，纖維沿圓周方向纏繞。如何提高飛輪的徑向強(qiáng)度，充分發(fā)揮高周向纖維強(qiáng)度的優(yōu)勢(shì)，是飛輪設(shè)計(jì)和研究的重點(diǎn)。金屬飛輪成本低，加工方便，可用于工作速度低、質(zhì)量和體積沒(méi)有嚴(yán)格限制的場(chǎng)合。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]固定桁架可展開(kāi)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與仿真分析[D]. 張?jiān)茲?西安電子科技大學(xué) 2014
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[5]張力補(bǔ)償裝置用渦卷彈簧的研究分析[D]. 趙猛.揚(yáng)州大學(xué) 2013
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[8]液力飛輪及其在快速自行車上的應(yīng)用研究[D]. 劉廣勝.安徽理工大學(xué) 2012
[9]手表動(dòng)力發(fā)條系統(tǒng)分析與改進(jìn)設(shè)計(jì)[D]. 馬靜.天津大學(xué) 2012
[10]磁約束磁控濺射源的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 袁淵明.西安工業(yè)大學(xué) 2011



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