基于永磁直线电机的城市道路发电系统研究

发布时间：2017-07-04 02:00

  本文关键词：基于永磁直线电机的城市道路发电系统研究

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【摘要】：随着全球经济的快速发展,能源问题、环境问题被人们更加重视,经济的发展离不开能源的支持,目前资源使用配比中,80%能源为不可再生资源,不可再生资源越来越匮乏,加紧可再生资源的研究,走绿色环保的新型能源发展道路将是社会发展的新动力。本文中设计了一种基于永磁直线电机的城市道路发电系统,该系统能够最大限度的对车辆行驶时产生的振动能量进行回收利用,同时结合电路控制及显示系统,将城市道路振动能量合理利用,将道路信息、实时路况、天气情况等多显示给驾驶员,符合节能环保的要求。基于永磁直线电机的城市道路发电系统目前国内外相关资料比较匮乏,通过大量实际考察及专家论证最终确定合理的设计理念及方法,期间论证了保证系统可靠性的关键技术,同时为实现能量分配论证了分配原则,保证在多路况情况下系统的正常运行。最后决定了整体方案和机械结构。运用CAXA软件,对系统中各个部分进行图纸设计,图纸中保证加工精度要求、加工余量情况、材料选型、材料后处理形式、加工方法。对加工完的零部件进行实物分析,将存在问题部件进行优化再处理,最终确定全部部件的合理及正确性。运用CATIA软件建立永磁直线发电系统机械系统模型,验证系统中是否存在运动干涉及约束不足情况,同时对部件进行力及强度分析,验证设计是否符合道路强度要求。对薄弱部分进行重点修改,最终保证可靠的机械强度及使用寿命。运用ANSYS Workbench软件,建立永磁直线电机城市道路发电系统外部整体模型,对外部整体系统进行有限元分析,计算出外部整体系统的各个部件的变形量、等效应力、等效应变及最大主应力。根据分析结果得出设计的外部整体在受到外力作用时,各个部分应力强度与材料规定的的屈服强度之间的关系,验证是否强度满足要求。最后,结合实际道路及施工情况,制定城市道路发电系统的安装步骤及检修方法。
【关键词】：永磁直线发电机系统 设计 强度校核 安装、检修
【学位授予单位】：天津职业技术师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM61;TM359.4
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-13
• 1.1 研究背景与意义10
• 1.2 国内外发展及研究现状10-12
• 1.3 本文的主要研究内容及意义12-13
• 第2章 基于永磁直线电机的城市道路发电系统整体机械系统设计13-36
• 2.1 引言13
• 2.2 设计原则及设计要求13
• 2.2.1 设计原则13
• 2.2.2 设计要求13
• 2.3 基于永磁直线电机的城市道路发电系统外部整体机械系统上部承压板设计13-17
• 2.3.1 承压板作用13-14
• 2.3.2 承压板设计14-17
• 2.4 基于永磁直线电机的城市道路发电系统外部整体机械系统下部整体设计17-21
• 2.4.1 下部整体的作用17
• 2.4.2 下部整体设计17-21
• 2.4.3 上部承压板与下部支撑体缓冲装置设计。21
• 2.5 基于永磁直线电机的城市道路发电系统内部机械系统设计21-23
• 2.5.1 回位装置设计21-22
• 2.5.2 齿条滑块固定装置22-23
• 2.6 基于永磁直线电机的城市道路发电系统机械传动系统设计23-34
• 2.6.1 齿条23-24
• 2.6.2 齿轮轴24-26
• 2.6.3 第一级传动齿轮强度校核26-28
• 2.6.4 带超越离合器大齿轮设计28-30
• 2.6.5 二级齿轮轴设计30-32
• 2.6.6 二级传动齿轮强度计算32-34
• 2.7 总体结构设计34
• 2.8 本章小结34-36
• 第3章 基于永磁直线电机的城市道路发电系统中发电系统设计36-55
• 3.1 发电系统中永磁直线发电机设计36-47
• 3.1.1 永磁直线发电机设计基本原则36
• 3.1.2 永磁直线发电机可靠性设计36
• 3.1.3 永磁直线发电机参数确定36
• 3.1.4 永磁材料的选择、设计和计算36-41
• 3.1.5 永磁体磁极面积、长度与气隙的计算41-42
• 3.1.6 设计计算永磁材料42-43
• 3.1.7 软磁材料选型43-44
• 3.1.8 永磁直线发电机线圈部分设计44-46
• 3.1.9 永磁直线发电机整体设计46-47
• 3.2 发电系统中辅助电路设计47-54
• 3.2.1 永磁直线发电机电压模拟信号47-49
• 3.2.2 永磁直线发电机电压模拟信号优化处理49-54
• 3.2.3 处理结果情况54
• 3.3 本章小结54-55
• 第4章 基于永磁直线电机的城市道路发电系统整体稳定性有限元分析55-67
• 4.1 引言55
• 4.2 有限元法基本理论55-57
• 4.2.1 弹性力学基本理论55-56
• 4.2.2 有限元法分析的基本步骤56-57
• 4.3 ANSYS Workbench有限元软件简介57
• 4.4 永磁直线电机的城市道路发电系统外部整体结构的有限元分析57-66
• 4.4.1 系统工况及荷载情况57
• 4.4.2 支撑板有限元模型分析57-60
• 4.4.3 中间支撑板有限元模型分析60-63
• 4.4.4 底部支撑体体有限元模型分析63-66
• 4.5 本章小结66-67
• 第5章 基于永磁直线电机的城市道路发电系统道路安装及检修67-73
• 5.1 城市道路发电系统道路安装说明67-71
• 5.1.1 城市沥青道路结构及其厚度67-69
• 5.1.2 路面操作流程69
• 5.1.3 安装位置地脚螺栓、垫铁及灌浆处理69-71
• 5.1.4 地下系统安装顺序及注意事项。71
• 5.2 城市道路发电系统道路检修71-72
• 5.2.1 系统出现问题时检修步骤：检修分为机械部分检修及电路部分检修71-72
• 5.2.2 日常检测及维护72
• 5.3 本章小结72-73
• 第6章 总结与展望73-75
• 6.1 总结73-74
• 6.2 展望74-75
• 参考文献75-78
• 致谢78-79
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文79

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