光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
OPTICS AND PRECISION ENGINEERING
2013年
10期
2639-2647
,共9页
储能飞轮%复合材料转子%强度设计%应力分析%过盈配合
儲能飛輪%複閤材料轉子%彊度設計%應力分析%過盈配閤
저능비륜%복합재료전자%강도설계%응력분석%과영배합
energy storage flywheel%composite material rotor%strength design%stress analysis%interference fit
针对一种高储能密度超导磁悬浮储能飞轮,设计了一种由磁轴承、金属轮毂和3个复合材料圆环过盈装配而成的飞轮转子.通过加入金属轮毂来改善转子的应力分布、减小转子的径向应力,保证转子在高速转动状态下磁轴承和复合材料圆环之间的连接强度.转子圆环之间通过过盈装配提供初始压应力,以避免转子在高速转动时发生分层破坏;采用平面应力解析法和有限元法建立转子的应力分析模型,研究了金属轮毂、复合材料圆环厚度和环间过盈量对转子应力分布和强度的影响.最后,提出了转子的优化设计方案.实验结果显示,转子的额定转速达到50 000 r/min,储能总量为1 110 Wh,储能密度达到40Wh/kg.研究结果表明:加入金属轮毂、增大复合材料外环的厚度以及中环和外环的环间过盈量,可以提高转子的强度、极限转速和储能密度.
針對一種高儲能密度超導磁懸浮儲能飛輪,設計瞭一種由磁軸承、金屬輪轂和3箇複閤材料圓環過盈裝配而成的飛輪轉子.通過加入金屬輪轂來改善轉子的應力分佈、減小轉子的徑嚮應力,保證轉子在高速轉動狀態下磁軸承和複閤材料圓環之間的連接彊度.轉子圓環之間通過過盈裝配提供初始壓應力,以避免轉子在高速轉動時髮生分層破壞;採用平麵應力解析法和有限元法建立轉子的應力分析模型,研究瞭金屬輪轂、複閤材料圓環厚度和環間過盈量對轉子應力分佈和彊度的影響.最後,提齣瞭轉子的優化設計方案.實驗結果顯示,轉子的額定轉速達到50 000 r/min,儲能總量為1 110 Wh,儲能密度達到40Wh/kg.研究結果錶明:加入金屬輪轂、增大複閤材料外環的厚度以及中環和外環的環間過盈量,可以提高轉子的彊度、極限轉速和儲能密度.
침대일충고저능밀도초도자현부저능비륜,설계료일충유자축승、금속륜곡화3개복합재료원배과영장배이성적비륜전자.통과가입금속륜곡래개선전자적응력분포、감소전자적경향응력,보증전자재고속전동상태하자축승화복합재료원배지간적련접강도.전자원배지간통과과영장배제공초시압응력,이피면전자재고속전동시발생분층파배;채용평면응력해석법화유한원법건립전자적응력분석모형,연구료금속륜곡、복합재료원배후도화배간과영량대전자응력분포화강도적영향.최후,제출료전자적우화설계방안.실험결과현시,전자적액정전속체도50 000 r/min,저능총량위1 110 Wh,저능밀도체도40Wh/kg.연구결과표명:가입금속륜곡、증대복합재료외배적후도이급중배화외배적배간과영량,가이제고전자적강도、겁한전속화저능밀도.
