新型海浪发电装置的设计与研究
发布时间：2021-01-03 01:56
由于世界能源危机，世界各个国家开始将研究转向新能源，而海洋能源是世界上最丰富的资源之一，与之相应的利用海洋能源的各种发电装置也不断出现。本文针对国内外海浪发电装置的发展现状，设计出一种新型海浪发电装置，能从多个方向采集波浪能量，提高了发电功率和效率。本文对新型海浪发电装置进行了全面的分析和研究。首先介绍了现有国内外海浪发电装置的发展现状，国内外各种现有的海浪发电装置的结构和工作原理，分析了存在的海浪发电装置结构存在的缺点与不足，在此基础上，提出了一种新型海浪发电装置。针对新型海浪发电装置的功能要求，基于GF集理论，设计出6-UPS型并联机构。利用微幅波理论对四种壳体形状的浮体进行了仿真分析，确定了海浪发电装置最佳浮体形状是圆柱体，并分析了圆柱体状浮体在各种波高和波频率下浮体的摆动响应。然后对新型海浪发电装置进行了运动学分析，并对各铰链的工作空间进行了仿真模拟。研究了海浪发电装置在定参数下的发电功率和效率，分析了海浪发电装置运动精度的模糊可靠性。应用拉格朗日方程，建立了海浪发电装置的动力学方程，并推导了整个装置的动力学方程，利用ADAMS进行动力学建模，对铰链连接点的受力情况进行了仿真。...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
1.1.1 海浪发电装置的研究背景
1.1.2 海浪发电装置的研究意义
1.2 波能利用历史
1.2.1 国外波能利用历史
1.2.2 国内波能利用历史
1.3 海浪发电装置
1.3.1 早期海浪发电装置
1.3.2 近期海浪发电装置
1.3.3 海浪发电装置的技术原理分析
1.4 主要研究内容
第二章 海浪发电装置机构构型的设计
2.1 构型设计的概念
2.1.1 并联机构构型理论
2.1.2 并联机构拓扑的构成条件
F
Ⅰ （Ta Tb Tc ；Ra Rb Rγ）型并联机构型综合"> 2.1.3 GF
Ⅰ （Ta Tb Tc ；Ra Rb Rγ）型并联机构型综合
F
Ⅰ （Ta Tb Tc；Ra Rb Rγ）型的支链设计"> 2.1.4 具有末端特征 GF
Ⅰ （Ta Tb Tc；Ra Rb Rγ）型的支链设计
2.2 海浪发电装置的结构简图
2.2.1 并联机构构型设计
2.2.2 二维转动铰链设计
2.2.3 整机构型设计
2.2.4 海浪发电装置的构型设计思想
2.3 油路的设计
2.4 本章小结
第三章 海浪发电装置浮体受力分析
3.1 波浪基本理论
3.1.1 流体力学的基本方程
3.1.2 理想流体的运动方程
3.1.3 速度势的求解
3.2 浮体外壳与海浪相互作用的研究
3.2.1 浮体力学模型的建立
3.2.2 四种浮体的仿真分析
3.3 圆柱浮体不同工况下仿真结果
3.3.1 不同波高下的仿真结果
3.3.2 不同波频率下的仿真结果
3.4 本章小结
第四章 海浪发电装置运动学分析
4.1 引言
4.2 海浪发电装置运动学分析
4.2.1 空间坐标转换
4.2.2 海浪发电装置的运动学正解
4.2.3 结构尺寸的优化设计
4.3 功率和效率的计算设计
4.3.1 发电功率的计算
4.3.2 工作效率的计算
4.4 液压缸铰链转角的仿真
4.5 运动精度的模糊可靠性分析
4.5.1 模糊可靠度简介
4.5.2 模糊可靠度理论
4.5.3 海浪发电装置运动精度模糊可靠性的模型
4.5.4 海浪发电装置的运动精度模糊可靠性的计算
4.6 本章小结
第五章 海浪发电装置动力学分析和模态分析
5.1 引言
5.2 动力学分析
5.2.1 海浪发电机构的动力学建模
5.2.2 下平台的动能和势能
5.2.3 六个支杆的动能和势能
5.2.4 基于 ADAMS 软件的海浪发电装置的动力学仿真
5.3 模态分析
5.3.1 模态分析概述
5.3.2 模态分析理论
5.3.3 关键零件的模态分析
5.3.4 整体机构的模态分析
5.4 本章小结
第六章 全文总结与研究展望
6.1 全文总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
攻读硕士学位期间已申请的发明专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于遗传算法的混合驱动铰链五杆机构的优化综合[J]. 冯立艳,刘腾,李学刚,田明瑜. 机械设计与制造. 2011(10)
[2]CDM碳交易市场项目类型探讨[J]. 戴勇,郝晶. 中国环保产业. 2011(03)
[3]海洋波浪能发电装置的研究现状与发展前景[J]. 张丽珍,羊晓晟,王世明,梁拥成. 湖北农业科学. 2011(01)
[4]波浪能利用的发展与前景[J]. 刘美琴,郑源,赵振宙,仲颖. 海洋开发与管理. 2010(03)
[5]潜器Stewart平台动力学仿真[J]. 刘胜,李晚龙,杜延春,宋佳. 哈尔滨工业大学学报. 2009(09)
[6]我国海洋可再生能源开发利用发展思路研究[J]. 熊焰,王海峰,崔琳,王鑫,苏新胜. 海洋技术. 2009(03)
[7]利用水下波浪发电的“水蟒”[J]. 张云圣. 科学大观园. 2008(15)
[8]6-PSS并联机器人动力学模型的牛顿—欧拉方法[J]. 张建政,刘伟,高峰. 机械设计与研究. 2007(03)
[9]FUZZY RELIABILITY-BASED OPTIMUM DESIGN OF LAMINATED COMPOSITES[J]. Wei Junhong Chen Jianqiao Ge Rui (Department of Mechanics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China). Acta Mechanica Solida Sinica. 2006(03)
[10]PSS型冗余输入并联机构静力学与运动学分析[J]. 高峰,张彦斐,宫金良. 机械设计与研究. 2006(01)
博士论文
[1]六自由度并联平台位置正解及控制方法研究[D]. 李磊.哈尔滨工程大学 2008
[2]基于stewart平台机构的并联机床设计理论及方法研究[D]. 卢强.南京理工大学 2002
硕士论文
[1]新型重载变位机的设计与研究[D]. 王国涛.上海交通大学 2012
[2]并联式六维地震模拟振动台的设计与研究[D]. 黄旭.上海交通大学 2012
[3]六维并联冗余振动台控制规划与实验关键技术研究[D]. 张建政.河北工业大学 2006
本文编号：2954085
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
1.1.1 海浪发电装置的研究背景
1.1.2 海浪发电装置的研究意义
1.2 波能利用历史
1.2.1 国外波能利用历史
1.2.2 国内波能利用历史
1.3 海浪发电装置
1.3.1 早期海浪发电装置
1.3.2 近期海浪发电装置
1.3.3 海浪发电装置的技术原理分析
1.4 主要研究内容
第二章 海浪发电装置机构构型的设计
2.1 构型设计的概念
2.1.1 并联机构构型理论
2.1.2 并联机构拓扑的构成条件
F
Ⅰ （Ta Tb Tc ；Ra Rb Rγ）型并联机构型综合"> 2.1.3 GF
Ⅰ （Ta Tb Tc ；Ra Rb Rγ）型并联机构型综合
F
Ⅰ （Ta Tb Tc；Ra Rb Rγ）型的支链设计"> 2.1.4 具有末端特征 GF
Ⅰ （Ta Tb Tc；Ra Rb Rγ）型的支链设计
2.2 海浪发电装置的结构简图
2.2.1 并联机构构型设计
2.2.2 二维转动铰链设计
2.2.3 整机构型设计
2.2.4 海浪发电装置的构型设计思想
2.3 油路的设计
2.4 本章小结
第三章 海浪发电装置浮体受力分析
3.1 波浪基本理论
3.1.1 流体力学的基本方程
3.1.2 理想流体的运动方程
3.1.3 速度势的求解
3.2 浮体外壳与海浪相互作用的研究
3.2.1 浮体力学模型的建立
3.2.2 四种浮体的仿真分析
3.3 圆柱浮体不同工况下仿真结果
3.3.1 不同波高下的仿真结果
3.3.2 不同波频率下的仿真结果
3.4 本章小结
第四章 海浪发电装置运动学分析
4.1 引言
4.2 海浪发电装置运动学分析
4.2.1 空间坐标转换
4.2.2 海浪发电装置的运动学正解
4.2.3 结构尺寸的优化设计
4.3 功率和效率的计算设计
4.3.1 发电功率的计算
4.3.2 工作效率的计算
4.4 液压缸铰链转角的仿真
4.5 运动精度的模糊可靠性分析
4.5.1 模糊可靠度简介
4.5.2 模糊可靠度理论
4.5.3 海浪发电装置运动精度模糊可靠性的模型
4.5.4 海浪发电装置的运动精度模糊可靠性的计算
4.6 本章小结
第五章 海浪发电装置动力学分析和模态分析
5.1 引言
5.2 动力学分析
5.2.1 海浪发电机构的动力学建模
5.2.2 下平台的动能和势能
5.2.3 六个支杆的动能和势能
5.2.4 基于 ADAMS 软件的海浪发电装置的动力学仿真
5.3 模态分析
5.3.1 模态分析概述
5.3.2 模态分析理论
5.3.3 关键零件的模态分析
5.3.4 整体机构的模态分析
5.4 本章小结
第六章 全文总结与研究展望
6.1 全文总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
攻读硕士学位期间已申请的发明专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于遗传算法的混合驱动铰链五杆机构的优化综合[J]. 冯立艳,刘腾,李学刚,田明瑜. 机械设计与制造. 2011(10)
[2]CDM碳交易市场项目类型探讨[J]. 戴勇,郝晶. 中国环保产业. 2011(03)
[3]海洋波浪能发电装置的研究现状与发展前景[J]. 张丽珍,羊晓晟,王世明,梁拥成. 湖北农业科学. 2011(01)
[4]波浪能利用的发展与前景[J]. 刘美琴,郑源,赵振宙,仲颖. 海洋开发与管理. 2010(03)
[5]潜器Stewart平台动力学仿真[J]. 刘胜,李晚龙,杜延春,宋佳. 哈尔滨工业大学学报. 2009(09)
[6]我国海洋可再生能源开发利用发展思路研究[J]. 熊焰,王海峰,崔琳,王鑫,苏新胜. 海洋技术. 2009(03)
[7]利用水下波浪发电的“水蟒”[J]. 张云圣. 科学大观园. 2008(15)
[8]6-PSS并联机器人动力学模型的牛顿—欧拉方法[J]. 张建政,刘伟,高峰. 机械设计与研究. 2007(03)
[9]FUZZY RELIABILITY-BASED OPTIMUM DESIGN OF LAMINATED COMPOSITES[J]. Wei Junhong Chen Jianqiao Ge Rui (Department of Mechanics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China). Acta Mechanica Solida Sinica. 2006(03)
[10]PSS型冗余输入并联机构静力学与运动学分析[J]. 高峰,张彦斐,宫金良. 机械设计与研究. 2006(01)
博士论文
[1]六自由度并联平台位置正解及控制方法研究[D]. 李磊.哈尔滨工程大学 2008
[2]基于stewart平台机构的并联机床设计理论及方法研究[D]. 卢强.南京理工大学 2002
硕士论文
[1]新型重载变位机的设计与研究[D]. 王国涛.上海交通大学 2012
[2]并联式六维地震模拟振动台的设计与研究[D]. 黄旭.上海交通大学 2012
[3]六维并联冗余振动台控制规划与实验关键技术研究[D]. 张建政.河北工业大学 2006
本文编号：2954085
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/2954085.html
