检索结果-南通市图书馆

复合材料飞轮破坏转速的算法和高速旋转破坏实验

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复合材料学报 2005年第4期22卷 112-117页

作者：秦勇王硕桂夏源明毛天祥中国科技大学力学和机械工程系中国科学院力学研究所北京100080

分别基于平面应力型全弹性模型和三维数值模型建立了计算复合材料飞轮破坏转速的二维和三维算法。这两个算法均采用了正交各向异性材料的最大拉应力(材料主方向)准则,其中三维算法还采用了两种强度判据,即基于轴向大部分区域每层应力的... 详细信息

分别基于平面应力型全弹性模型和三维数值模型建立了计算复合材料飞轮破坏转速的二维和三维算法。这两个算法均采用了正交各向异性材料的最大拉应力(材料主方向)准则,其中三维算法还采用了两种强度判据,即基于轴向大部分区域每层应力的平均值判据和轴向边界区域每层应力的最大值判据。对张紧力缠绕的3个实验复合材料飞轮成功实施了高速旋转破坏实验,破坏均发生在径向强度最弱的飞轮与金属芯轴的界面处。实验结果表明,飞轮的实际破坏转速与理论破坏转速十分接近,证实本文中建立的二维和三维算法是可靠的;二维算法得到的理论破坏转速偏高,而飞轮的实际破坏转速落在三维算法分别按最大值判据和平均值判据得到的两个理论破坏转速之间,说明三维算法的精度更高。

关键词：复合材料飞轮全弹性模型三维数值模型破坏实验

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复合材料飞轮的三维应力分析

复合材料学报 2002年第1期19卷 113-116页

作者：宫能平夏源明毛天祥中国科学技术大学力学与机械工程系合肥230027 中国科学院力学研究所北京100080

高速旋转的飞轮在给定外径和质量的情况下 ,轮缘采用先进的碳纤维缠绕 ,提高飞轮的转速 ,从而增大飞轮的储能密度 ,解决了飞轮轮缘因高速旋转而断裂破坏的问题。本文采用三维实体元分析计算复合材料飞轮工作时的应力分布。

关键词：复合材料飞轮储能密度三维应力分析有限元储能汽车能源

纤维束张紧力缠绕复合材料飞轮初应力的三维数值分析

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复合材料学报 2005年第4期22卷 149-155页

作者：秦勇夏源明毛天祥中国科技大学力学和机械工程系中国科学院力学研究所北京100080

利用平面应力型全弹性模型的思想(即将纤维束张紧力缠绕看成多层复合材料薄环连续过盈装配的过程),建立了三维纤维束张紧力缠绕复合材料飞轮初应力分析模型,并给出了基于面-面接触算法求解张紧力缠绕复合材料飞轮初应力的三维数值方法... 详细信息

利用平面应力型全弹性模型的思想(即将纤维束张紧力缠绕看成多层复合材料薄环连续过盈装配的过程),建立了三维纤维束张紧力缠绕复合材料飞轮初应力分析模型,并给出了基于面-面接触算法求解张紧力缠绕复合材料飞轮初应力的三维数值方法。算例分析表明,三维数值分析得到的飞轮的环向初应力及径向初始压应力(数值)均略低于平面应力模型的结果,且这种差距随着飞轮轴向长度的增加而缓慢增大;三维分析证实了平面应力模型关于张紧力缠绕复合材料飞轮的初应力分析有足够的精度。最后给出了三维模型轴向效应的表征方法。

关键词：复合材料飞轮张紧力缠绕初应力三维分析

平纹机织叠层复合材料飞轮弹性参数预测及测量

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复合材料学报 2019年第12期36卷 2833-2842页

作者：戴兴建魏鲲鹏汪勇清华大学工程物理系

针对纤维缠绕复合材料高速飞轮径向分层问题,提出环向和径向同时强化的圆环平纹织物结构,环向纱束为单一纤维束连续织造。建立了“平头梭形”截面的单胞模型,兼顾双向纱束轮廓差异。基于扇形单胞和矩形单胞结构相似性,定义了“等参数”... 详细信息

针对纤维缠绕复合材料高速飞轮径向分层问题,提出环向和径向同时强化的圆环平纹织物结构,环向纱束为单一纤维束连续织造。建立了“平头梭形”截面的单胞模型,兼顾双向纱束轮廓差异。基于扇形单胞和矩形单胞结构相似性,定义了“等参数”织造约束条件。采用体积平均法预测圆环织物扇形单胞等效弹性参数,并采用轮缘径向多层分割模型,分析了机织飞轮旋转载荷下的应力和变形特征及其影响参数,轮缘理论计算位移与圆标记法径向变形测量结果一致。机织复合材料飞轮测试极限圆周速度为889m/s,储能密度为63.7 Wh/kg。理论分析和实验表明,环形织构的双强化理论可行,能够获得比缠绕飞轮更高的旋转速度。

关键词：复合材料飞轮机织平纹扇形单胞等参数织造变形测量

基于逐渐损伤理论的复合材料飞轮转子渐进失效分析

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机械工程学报 2013年第12期49卷 60-65页

作者：陈启军李成铁瑛刘坤良郑州大学机械工程学院郑州450001

基于三维逐渐损伤理论,采用刚度衰减模型来预测三维复合材料飞轮转子的渐进失效特性,并与已有参考文献进行比对,验证模型的正确性。模型考虑的失效形式主要包括四种:纤维断裂,基体开裂,分层和基纤剪切失效。采用有限元法中的牛顿-拉普... 详细信息

基于三维逐渐损伤理论,采用刚度衰减模型来预测三维复合材料飞轮转子的渐进失效特性,并与已有参考文献进行比对,验证模型的正确性。模型考虑的失效形式主要包括四种:纤维断裂,基体开裂,分层和基纤剪切失效。采用有限元法中的牛顿-拉普森非线性迭代算法进行三维渐进失效分析,分析不同缠绕预应力下飞轮的失效过程,并进行对比分析。计算结果表明,转子的失效首先发生在飞轮的中部,单元发生基体开裂失效,随着转速的提高,单元发生纤维断裂,导致飞轮在外径处发生爆破失效。缠绕过程中对纤维束施加预应力能提高飞轮的初始失效转速。在整个损伤过程中没有出现单元分层失效和剪切失效。

关键词：复合材料飞轮三维逐渐损伤有限元法缠绕预应力

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复合材料飞轮结构有限元分析与旋转强度试验

机械科学与技术 2008年第3期27卷 301-304页

作者：丁世海李奕良戴兴建清华大学工程物理系北京100084

飞轮储能技术是一种机械能量储存方式。储能密度是衡量飞轮储能系统优劣的重要参数,如何提升储能密度,是飞轮储能技术研究的重要内容之一。本文运用ANSYS有限元分析软件对复合材料飞轮转子进行有限元分析,得到不同转速下结构应力与应变... 详细信息

飞轮储能技术是一种机械能量储存方式。储能密度是衡量飞轮储能系统优劣的重要参数,如何提升储能密度,是飞轮储能技术研究的重要内容之一。本文运用ANSYS有限元分析软件对复合材料飞轮转子进行有限元分析,得到不同转速下结构应力与应变的分布,计算得到飞轮理论极限转速为950 r/s,飞轮外缘线速度836 m/s。对飞轮进行高速旋转强度、破坏试验。在试验中,利用电涡流传感器测量轮毂侧壁形变,飞轮形变测量值和理论预计值基本一致。试验飞轮边缘最高线速度达到796 m/s,储能密度达到48 Wh/kg。

关键词：复合材料飞轮有限元分析旋转强度实验

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多环环间混杂复合材料飞轮离心应力分析

复合材料学报 2004年第4期21卷 157-161页

作者：秦勇夏源明毛天祥中国科学技术大学力学与机械工程系中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室合肥230027 中国科学院力学研究所北京100080

　采用平面应力假设,给出了计算多环环间混杂复合材料飞轮的离心应力和初始极限转速的方法,并采用二维轴对称的有限元分析验证了计算方法的合理性,可作为初步设计多环环间混杂复合材料飞轮的依据。本文的算例分析还表明,无论单一纤维或... 详细信息

　采用平面应力假设,给出了计算多环环间混杂复合材料飞轮的离心应力和初始极限转速的方法,并采用二维轴对称的有限元分析验证了计算方法的合理性,可作为初步设计多环环间混杂复合材料飞轮的依据。本文的算例分析还表明,无论单一纤维或混杂的复合材料飞轮,空心结构的初始极限转速和储能密度均高于相应的实心结构的结果;且对于空心结构,有利于通过选择合适的混杂方案,实现一定意义上的"等强度"设计。

关键词：复合材料飞轮环间混杂离心应力有限元

纤维束张紧力缠绕复合材料飞轮的预应力简化分析

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复合材料学报 2003年第6期20卷 87-91页

作者：秦勇夏源明毛天祥中国科学技术大学力学与机械工程系中国科学院中国科学技术大学材料力学行为和设计重点实验室合肥230027 中国科学院力学研究所北京100080

　在纤维束缠绕时施加张紧力,使得固化成型后的飞轮内部形成一定的预加径向压应力,这是提高飞轮径向强度的有效方法之一。基于过盈配合的思想建立了计算张紧力缠绕导致的复合材料飞轮内部预应力和变形的简化模型和方法。通过算例分析发... 详细信息

　在纤维束缠绕时施加张紧力,使得固化成型后的飞轮内部形成一定的预加径向压应力,这是提高飞轮径向强度的有效方法之一。基于过盈配合的思想建立了计算张紧力缠绕导致的复合材料飞轮内部预应力和变形的简化模型和方法。通过算例分析发现:等张力缠绕产生的环向应力在半径方向上先减小后增大,径向压应力不断变小;变张力缠绕过程中,张紧力由小逐渐变大时,飞轮的径向压应力增大,径向强度提高;飞轮设计中仅仅依靠张紧力缠绕是不够的,还必须和固化成型后的厚壁筒之间的过盈套装一起来设计合理的径向预加压应力。

关键词：复合材料飞轮张紧力缠绕过盈配合径向强度

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复合材料飞轮研究进展

兵器材料科学与工程 2001年第5期24卷 63-65页

作者：张力张恒北京工商大学机械自动化学院北京100037 郑州大学机电学院郑州450052

利用飞轮贮能是工业中一项广泛采用的技术。近年来复合材料技术和磁悬浮轴承技术的发展为采用真空下磁悬浮轴承支承的复合材料飞轮超高速旋转来贮存能量提供了新思路 ,这两项技术的结合运用使飞轮的储能密度大幅度提高 ,为电动汽车和其... 详细信息

利用飞轮贮能是工业中一项广泛采用的技术。近年来复合材料技术和磁悬浮轴承技术的发展为采用真空下磁悬浮轴承支承的复合材料飞轮超高速旋转来贮存能量提供了新思路 ,这两项技术的结合运用使飞轮的储能密度大幅度提高 ,为电动汽车和其它机械提供了一种无污染新能源。

关键词：复合材料飞轮损伤断裂