碳纤维波纹管弯曲刚度的测量及有限元分析

论文摘要

飞轮存储动能正比于其转动惯量和角速度平方,使用碳纤维复合材料可有效提高转子线速度,而通过波纹管连接圆筒的多节式飞轮转子设计,不仅便于增大转动惯量,而且考虑到波纹管弯曲刚度对转子固有频率的影响,可实现在较低转速下过临界,增大工作转速范围。该文针对渐变铺层的碳纤维波纹管,通过轴向施力法测量其静态弯曲刚度,建立对应的有限元模型,计算不同载荷下线性和考虑几何非线性的弯曲刚度,并模拟不同下铺层的弯曲刚度。研究结果表明:波纹管弯曲刚度与载荷是非线性关系,载荷较大时测量值与理论值数量级一致,弯曲刚度随铺层数增多、轴向铺层比增加而增大,且受铺层次序影响。

论文目录

• 1 几何结构
• 2 测量试验
•   2.1 原理
•   2.2 测试
• 3 有限元建模
• 4 结果与分析
•   4.1 测试结果
•   4.2 有限元结果
•   4.3 讨论
•   4.4 铺层厚度分析
•   4.5 铺层角度、次序分析
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 魏鲲鹏,戴兴建,邵宗义

关键词: 飞轮储能,碳纤维波纹管,弯曲刚度,有限元,铺层

来源: 清华大学学报(自然科学版) 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 仪器仪表工业

单位: 清华大学工程物理系

基金: 国家重点研发计划(2018YFB0905500)

分类号: TH703.2

DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.21.009

页码: 587-592

总页数: 6

文件大小: 435K

下载量: 252