过盈装配的金属轮毂-复合材料飞轮转子

作     者：汤继强 张永斌 赵丽滨 TANG Ji-qiang;ZHANG Yong-bin;ZHAO Li-bin

作者机构：北京航空航天大学惯性技术重点实验室北京100191 北京航空航天大学新型惯性仪表与导航技术国防重点学科实验室北京100191 北京航空航天大学宇航学院北京100191 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.61174003) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2013年第21卷第10期

页      码：2639-2647页

摘      要：针对一种高储能密度超导磁悬浮储能飞轮,设计了一种由磁轴承、金属轮毂和3个复合材料圆环过盈装配而成的飞轮转子。通过加入金属轮毂来改善转子的应力分布、减小转子的径向应力,保证转子在高速转动状态下磁轴承和复合材料圆环之间的连接强度。转子圆环之间通过过盈装配提供初始压应力,以避免转子在高速转动时发生分层破坏;采用平面应力解析法和有限元法建立转子的应力分析模型,研究了金属轮毂、复合材料圆环厚度和环间过盈量对转子应力分布和强度的影响。最后,提出了转子的优化设计方案。实验结果显示,转子的额定转速达到50 000r/min,储能总量为1 110Wh,储能密度达到40Wh/kg。研究结果表明:加入金属轮毂、增大复合材料外环的厚度以及中环和外环的环间过盈量,可以提高转子的强度、极限转速和储能密度。

主 题 词：储能飞轮 复合材料转子 强度设计 应力分析 过盈配合 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 081105[081105] 0805[工学-能源动力学] 0811[工学-水利类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/ope.20132110.2639

馆 藏 号：203100213...