為改良能量存儲(chǔ)對飛輪的幾何設(shè)計(jì)進(jìn)行有限元分析[外文翻譯].rar
為改良能量存儲(chǔ)對飛輪的幾何設(shè)計(jì)進(jìn)行有限元分析[外文翻譯],為改良能量存儲(chǔ)對飛輪的幾何設(shè)計(jì)進(jìn)行有限元分析mehmet ali arslandepartment of design and manufacturing engineering, gebze institute of technology, p.k. 141, 41400 gebze, kocaeli, turkey...
該文檔為壓縮文件,包含的文件列表如下:
內(nèi)容介紹
原文檔由會(huì)員 sayhello 發(fā)布
為改良能量存儲(chǔ)對飛輪的幾何設(shè)計(jì)進(jìn)行有限元分析
Mehmet Ali Arslan
Department of Design and Manufacturing Engineering, Gebze Institute of Technology, P.K. 141, 41400 Gebze, Kocaeli, Turkey
Received 25 July 2006; accepted 12 January 2007
Available online 31 January 2007
Flywheel geometry design for improved energy storage using finite element analysis
概述
飛輪伺服作為動(dòng)能儲(chǔ)存及回復(fù)裝置，以高轉(zhuǎn)速傳遞高輸出功率，作為一個(gè)新興的能源儲(chǔ)存技術(shù)，在現(xiàn)在不同的發(fā)展階段，尤其是在高科技領(lǐng)域里應(yīng)用，例如：宇宙飛船。今天，大部分的研究工作集中在改善飛輪的能量儲(chǔ)存的能力。以提高高功率的傳輸時(shí)代，比起用傳統(tǒng)的電池驅(qū)動(dòng)更腀@志迷誦?。逢冎抵\硐種饕還榫逃諞韻氯鲆蛩兀翰牧锨慷?、钾?fù)渦巫矗ê嶠孛媯┖突刈俁?。捂y實(shí)鬧柿恐苯泳齠ǘ艽笮?，蛹喗z梢隕鲇胱鈾俁勸踩楹希詈希┑姆陜鄭庀鈦芯恐患刑教鐘跋旆陜值募負(fù)渦巫矗康ノ恢柿康拇⒛芑蚪桓賭芰?，进一渤C魅繁饒堋�
據(jù)建議，一連串的有限元分析和優(yōu)化過程結(jié)果表明，巧妙的設(shè)計(jì)飛輪幾何形狀不僅對比能有一個(gè)顯著的影響，還因高轉(zhuǎn)速下的折算質(zhì)量減少而使在軸和軸承的運(yùn)行負(fù)載也減小。本文專門研究了最常見的6個(gè)不同的幾何構(gòu)型（包括直/凹
或凸?fàn)疃S截面）和根據(jù)其能量存儲(chǔ)性能等級建議的程序。
2007年Elsevier公司有限公司保留所有權(quán)利。
1. 緒論
關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目的任務(wù)是最近集中在利用飛輪儲(chǔ)存能量比可充電化學(xué)電池更有效，同時(shí)也提供了一些控制優(yōu)勢。百年來，眾所周知，從本質(zhì)上來講，飛輪是將能量儲(chǔ)存在旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的一個(gè)簡單的裝置 [ 1 ] 。這僅僅是因?yàn)楦邚?qiáng)度材料和磁性軸承的發(fā)展[ 2 ]，同時(shí)，這種技術(shù)也贏得了更多關(guān)注?？碧礁邚?qiáng)度材料，使設(shè)計(jì)者能夠達(dá)到更高運(yùn)行速度，產(chǎn)生更多動(dòng)能。用磁性軸承，在極端的溫度下，使達(dá)到更高運(yùn)行速度變?yōu)榭赡?，能夠提供更清潔、更快速和更有效的軸承設(shè)備。最近設(shè)計(jì)的飛輪在性能和使用壽命上都大幅度增加 [ 3-5 ] ，此外，大型控制力矩和動(dòng)量儲(chǔ)存能力的飛船，運(yùn)載火箭，飛機(jī)電源系統(tǒng)及電源供應(yīng)器都使用了飛輪裝置[ 6-8 ] 。
飛輪系統(tǒng)主要由飛輪轉(zhuǎn)子，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，磁性軸承，機(jī)房和變電電子系統(tǒng)組成[ 9 ] 。在飛輪的發(fā)展過程中，目前的研究已側(cè)重于提高飛輪的表現(xiàn)，同時(shí)滿足安全方面的考慮，即材料、機(jī)房和軸承失效。能量儲(chǔ)存和失效的因素研究開始與動(dòng)能計(jì)算相結(jié)合
動(dòng)能儲(chǔ)存在旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的關(guān)系有：
（1）
其中： 是飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， 是飛輪的轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是由飛輪的質(zhì)量和
Mehmet Ali Arslan
Department of Design and Manufacturing Engineering, Gebze Institute of Technology, P.K. 141, 41400 Gebze, Kocaeli, Turkey
Received 25 July 2006; accepted 12 January 2007
Available online 31 January 2007
Flywheel geometry design for improved energy storage using finite element analysis
概述
飛輪伺服作為動(dòng)能儲(chǔ)存及回復(fù)裝置，以高轉(zhuǎn)速傳遞高輸出功率，作為一個(gè)新興的能源儲(chǔ)存技術(shù)，在現(xiàn)在不同的發(fā)展階段，尤其是在高科技領(lǐng)域里應(yīng)用，例如：宇宙飛船。今天，大部分的研究工作集中在改善飛輪的能量儲(chǔ)存的能力。以提高高功率的傳輸時(shí)代，比起用傳統(tǒng)的電池驅(qū)動(dòng)更腀@志迷誦?。逢冎抵\硐種饕還榫逃諞韻氯鲆蛩兀翰牧锨慷?、钾?fù)渦巫矗ê嶠孛媯┖突刈俁?。捂y實(shí)鬧柿恐苯泳齠ǘ艽笮?，蛹喗z梢隕鲇胱鈾俁勸踩楹希詈希┑姆陜鄭庀鈦芯恐患刑教鐘跋旆陜值募負(fù)渦巫矗康ノ恢柿康拇⒛芑蚪桓賭芰?，进一渤C魅繁饒堋�
據(jù)建議，一連串的有限元分析和優(yōu)化過程結(jié)果表明，巧妙的設(shè)計(jì)飛輪幾何形狀不僅對比能有一個(gè)顯著的影響，還因高轉(zhuǎn)速下的折算質(zhì)量減少而使在軸和軸承的運(yùn)行負(fù)載也減小。本文專門研究了最常見的6個(gè)不同的幾何構(gòu)型（包括直/凹
或凸?fàn)疃S截面）和根據(jù)其能量存儲(chǔ)性能等級建議的程序。
2007年Elsevier公司有限公司保留所有權(quán)利。
1. 緒論
關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目的任務(wù)是最近集中在利用飛輪儲(chǔ)存能量比可充電化學(xué)電池更有效，同時(shí)也提供了一些控制優(yōu)勢。百年來，眾所周知，從本質(zhì)上來講，飛輪是將能量儲(chǔ)存在旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的一個(gè)簡單的裝置 [ 1 ] 。這僅僅是因?yàn)楦邚?qiáng)度材料和磁性軸承的發(fā)展[ 2 ]，同時(shí)，這種技術(shù)也贏得了更多關(guān)注?？碧礁邚?qiáng)度材料，使設(shè)計(jì)者能夠達(dá)到更高運(yùn)行速度，產(chǎn)生更多動(dòng)能。用磁性軸承，在極端的溫度下，使達(dá)到更高運(yùn)行速度變?yōu)榭赡?，能夠提供更清潔、更快速和更有效的軸承設(shè)備。最近設(shè)計(jì)的飛輪在性能和使用壽命上都大幅度增加 [ 3-5 ] ，此外，大型控制力矩和動(dòng)量儲(chǔ)存能力的飛船，運(yùn)載火箭，飛機(jī)電源系統(tǒng)及電源供應(yīng)器都使用了飛輪裝置[ 6-8 ] 。
飛輪系統(tǒng)主要由飛輪轉(zhuǎn)子，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，磁性軸承，機(jī)房和變電電子系統(tǒng)組成[ 9 ] 。在飛輪的發(fā)展過程中，目前的研究已側(cè)重于提高飛輪的表現(xiàn)，同時(shí)滿足安全方面的考慮，即材料、機(jī)房和軸承失效。能量儲(chǔ)存和失效的因素研究開始與動(dòng)能計(jì)算相結(jié)合
動(dòng)能儲(chǔ)存在旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的關(guān)系有：
（1）
其中： 是飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， 是飛輪的轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是由飛輪的質(zhì)量和
