复合材料储能飞轮分层结构研究

发布时间：2024-10-05 05:05

　　 采用有限元数值分析 ,分析了复合材料飞轮内部应力及应变 ,并结合复合材料缠绕成型工艺 ,提出一种新的复合材料飞轮分层结构。利用张力缠绕成型的分层结构的复合材料飞轮 ,最高转速可从 2 86 6 2r/min提高到6 30 5 7r/min。

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【部分图文】：

图1圆环飞轮内外半径比与储能总量无量纲比值的关系曲线

由公式(1)可得圆环飞轮的内、外半径比kr(kr=ri/ro)与此kr值时的储能总量与最大能量的比值k的无量纲关系曲线(见图1)。图1　圆环飞轮内外半径比与储能总量无量纲比值的关系曲线第3期20　　　纤维复合材料No.32004年9月FIBERCOMPOSITESSep.,20....

图2圆环飞轮断面尺寸

所以确定k=0.5。取k=0.5时,圆环内径ri=0.05m,圆环飞轮尺寸见图2。图2　圆环飞轮断面尺寸2.2　飞轮材料的选择E-玻纤具有良好的性能和较高的性价比。材料选用E-玻纤/环氧树脂,性能见表1[2]。表1　E-玻纤/环氧复合材料性能　纵向弹性模量　Eθ=38.6GPa　....

图3张力与成型压力的关系R·a·p

消飞轮旋转时产生的径向应力。4.1　纤维缠绕张力与成型压力的关系如图3,半径为R的圆柱,外层缠绕n层纤维,纤维的缠绕张力为F(N),纤维因受拉产生的成型压力为p(MPa)。它们之间的关系[3]:图3　张力与成型压力的关系　　F=R·a·pn(3)式中a为单束纤维的宽度。设单束纤维....

图4中心层节点应力分布曲线

4.2　连续固化飞轮的最高转速缠绕过程中,外侧各层纤维对内层纤维都会产生压力,中心层应力分布曲线如图4。图4中:σ′r为成型压力对圆环内部节点产生的径向应力;σ′θ为成型压力对圆环内部节点产生的环向应力。根据第40层单元内侧节点,在ω为某一值ω0时的径向应力值σ(0)r40,确定....

本文编号：4007569