復(fù)合材料儲能飛輪結(jié)構(gòu)應(yīng)力及動態(tài)特性研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，能源危機(jī)變得日益嚴(yán)重。飛輪儲能作為一種新型的儲能技術(shù)，具有存儲能量高、儲能密度大、高效可靠無污染等優(yōu)勢。隨著高強(qiáng)度復(fù)合材料的出現(xiàn)、電機(jī)和控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展以及磁懸浮軸承技術(shù)的日益完善，使得飛輪儲能系統(tǒng)在應(yīng)力水平、儲能密度和動態(tài)性能方面得到了進(jìn)一步提升，為飛輪儲能技術(shù)帶來廣闊的研究空間和應(yīng)用前景。
　　通過閱讀大量文獻(xiàn)，了解飛輪儲能系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，完成系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、飛輪應(yīng)力水平分析和系統(tǒng)動態(tài)性能研究

2、，對飛輪儲能系統(tǒng)的優(yōu)化有重要的指導(dǎo)意義。首先根據(jù)給定的技術(shù)指標(biāo)，為飛輪系統(tǒng)確定合理的機(jī)械電氣結(jié)構(gòu)，完成一系列重要部件的選型，保證整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，控制良好，運(yùn)行可靠。以周向纏繞復(fù)合材料飛輪為研究對象，建立整個(gè)飛輪轉(zhuǎn)子的幾何模型，結(jié)合復(fù)合材料力學(xué)知識完成飛輪運(yùn)動平衡方程的建立，并最終得到飛輪轉(zhuǎn)子徑向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力的理論表達(dá)式，為飛輪的應(yīng)力分析奠定理論基礎(chǔ)。利用ANSYS Workbench有限元軟件對單層和多層飛輪轉(zhuǎn)子的應(yīng)力進(jìn)行詳細(xì)的分析

3、。對于單層飛輪轉(zhuǎn)子，分析彈性模量比、內(nèi)外半徑比和泊松比對飛輪徑向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力的影響;對于多層飛輪轉(zhuǎn)子，分析多層同構(gòu)和多層異構(gòu)情況下飛輪轉(zhuǎn)子應(yīng)力的變化。同時(shí)還考慮徑向厚度和層間過盈量對應(yīng)力的影響。最后通過對轉(zhuǎn)子動力學(xué)和模態(tài)分析理論的了解，利用ANSYS Workbench軟件對飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析，得到系統(tǒng)的固有頻率和振型。同時(shí)對影響系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速的因素作了詳細(xì)分析，包括飛輪軸的結(jié)構(gòu)尺寸、陀螺效應(yīng)、電磁軸承的剛度和阻尼，通過對比分析數(shù)