復合材料儲能飛輪結構應力及動態(tài)特性研究.pdf

1、隨著經濟社會的快速發(fā)展，能源危機變得日益嚴重。飛輪儲能作為一種新型的儲能技術，具有存儲能量高、儲能密度大、高效可靠無污染等優(yōu)勢。隨著高強度復合材料的出現(xiàn)、電機和控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展以及磁懸浮軸承技術的日益完善，使得飛輪儲能系統(tǒng)在應力水平、儲能密度和動態(tài)性能方面得到了進一步提升，為飛輪儲能技術帶來廣闊的研究空間和應用前景。
　　通過閱讀大量文獻，了解飛輪儲能系統(tǒng)的國內外研究現(xiàn)狀，完成系統(tǒng)整體結構設計、飛輪應力水平分析和系統(tǒng)動態(tài)性能研究

2、，對飛輪儲能系統(tǒng)的優(yōu)化有重要的指導意義。首先根據給定的技術指標，為飛輪系統(tǒng)確定合理的機械電氣結構，完成一系列重要部件的選型，保證整個系統(tǒng)結構緊湊，控制良好，運行可靠。以周向纏繞復合材料飛輪為研究對象，建立整個飛輪轉子的幾何模型，結合復合材料力學知識完成飛輪運動平衡方程的建立，并最終得到飛輪轉子徑向應力和環(huán)向應力的理論表達式，為飛輪的應力分析奠定理論基礎。利用ANSYS Workbench有限元軟件對單層和多層飛輪轉子的應力進行詳細的分析

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