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多环混合复合材料飞轮应力分析与结构设计

发布时间:2018-01-24 20:16

  本文关键词: 复合材料飞轮 平面应力 多环过盈 力学模型 有限元 出处:《玻璃钢/复合材料》2017年09期  论文类型:期刊论文


【摘要】:基于线弹性理论,考虑纤维缠绕复合材料各向异性,建立了多环混合复合材料飞轮过盈配合的平面应力分析理论模型,并通过有限元验证了模型的正确性。利用建立的复合材料飞轮转子力学分析模型,研究了各复合材料环模量比值、环数、环厚度以及环间过盈量分布对静止和高速旋转飞轮转子应力分布的影响。结果表明,多环混合复合材料转子中,各因素相互影响,共同作用,当各环复合材料模量比、厚度从内到外依次增加,同时优先保证轮毂与内环环间的大过盈量时,可以有效改善在高速旋转载荷下转子应力的分布,提高复合材料层间强度,避免层间脱开。在此基础上,设计了一种玻璃纤维、T700、T800组成的三环过盈装配的高储能密度超导磁悬浮储能复合材料飞轮,并用三维有限元模型进行了验证。
[Abstract]:Based on the linear elasticity theory and considering the anisotropy of filament-wound composite materials, the plane stress analysis model of flywheel interference fit with multi-ring hybrid composite materials is established. The validity of the model is verified by finite element method. The composite ring modulus ratio and ring number are studied by using the established mechanical analysis model of composite flywheel rotor. The influence of ring thickness and interring interference distribution on the stress distribution of stationary and high-speed rotating flywheel rotors. The results show that the factors affect each other and work together in the multi-ring hybrid composite rotor. When the composite modulus ratio of each ring and thickness increase from inside to outside, and the large interference between hub and inner ring is guaranteed, the rotor stress distribution can be improved effectively under high speed rotating load. The interlaminar strength of the composites was improved to avoid interlaminar detachment. On the basis of this, a glass fiber T700 was designed. The high energy storage density superconducting magnetic levitation composite flywheel composed of T800 three-ring interference fit is verified by three dimensional finite element model.
【作者单位】: 海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室;
【基金】:国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2013CB035601) 国家自然科学基金(青年基金)项目(51407192)
【分类号】:TB33;TH133.7
【正文快照】: 1引言飞轮储能系统作为一种新型储能技术,具有储能密度高、适应性强、功率大、能量转换率高、无污染、功率等级覆盖广、充放电过程可控的优点[1,2]。飞轮转子是飞轮储能系统中的核心部件,为了得到更高的储能密度,提高转子转速,采用各向异性的纤维复合材料作为飞轮转子材料便成

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本文编号:1460932

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