纤维/环氧复合材料转子的力学性能仿真研究

发布时间：2025-05-20 05:54

　　和传统的储能方式相比,飞轮储能装置具有能量利用率高、充放电响应速度快、适用范围广等多重优点,而飞轮转子作为整个储能系统的关键部分,它的性能直接影响着储能系统的储能密度及储能量。而复合材料的横向强度又制约着飞轮转子的极限转速,因此,对飞轮转子的力学性能研究对飞轮储能的应用具有重要的指导意义。本文从复合材料细观力学的角度,联合使用有限元仿真软件Abaqus/CAE和DIGIMAT,分别建立了复合材料二维横向细观模型及三维的特征体元模型,分析了玻璃复合材料横向性能,并预算出玻纤、T300纤维以及T800纤维复合材料三维特征体元模型的性能,结合惠特尼-瑞莱模型,预测不同纤维体积分数的复合材料性能。以测算的纤维复合材料性能参数为依据,研究分析了针对本文这种转子结构,轮毂和轮缘材料、轮毂位置、轮缘长度等因素对转子的应力的影响,并测算了不同材料的轮缘的极限转速,对不同长度的轮缘作模态分析,评估振动特性,根据实际工程要求选择最优方案,为复合材料转子的工程应用提供理论依据和指导作用。通过对玻璃纤维复合材料作横向强度分析,得出其横向拉伸强度值为38.6MPa,与参考的实验数据40MPa相比,误差为4.8%。...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1飞轮储能装置结构示意图

点使其在军事[7-8]、交通[9-10]、石油机械[11]风力发电系统，混合动力发电系统[12]、航天[13-14]等多个领域得以推广使用。.2飞轮储能系统介绍飞轮储能系统（FESS）主要部件包括：高速惯性储能转子，磁轴承支撑控制系统电一体化设备，真空室，检测控制设备，电子电力....

图1.2储能工作原理图

点使其在军事[7-8]、交通[9-10]、石油机械[11]风力发电系统，混合动力发电系统[12]、航天[13-14]等多个领域得以推广使用。.2飞轮储能系统介绍飞轮储能系统（FESS）主要部件包括：高速惯性储能转子，磁轴承支撑控制系统电一体化设备，真空室，检测控制设备，电子电力....

图1.3德克萨斯大学制得的多环飞轮[22]

国内外研究现状代就有人提出了飞轮，但是科技水平有一。直到20世纪70年代，石油和天然气轮储能。美国能源研究发展署逐渐加大对代，美国宇航局才开始飞轮储能技术研究。术的问世、磁悬浮轴承的快速发展，为飞最低，伴随着高强度复合材料的发展，飞局计划在航天器中推广具有调姿功能的过盈装....

图1.4NASA研制的储能装置

图1.4NASA研制的储能装置用以小功率、长时间输入的方式输入到速释放的电物理技术[49]，在国防领域全可以作为大功率供电装置，美国的功率和能量密度，飞轮储能装置还可统，飞轮储能技术还可广泛适用于港完全可以配合飞轮电池进行能量回收学了复合材料的力学性能，才能充分有只需要借助....

本文编号：4046952