不同模量比对复合材料储能飞轮强度的影响

以材料的环向与径向模量比λ作为参量,利用ANSYS有限元分析软件,对给定尺寸不同材料的单层及双层异构复合材料飞轮转子进行强度计算,得出飞轮转子在高速旋转时的径向和环向应力分布规律。进而利用强度比方程求解各种结构的强度比,分析材料参数对飞轮转子强度的影响。     

高储能密度飞轮结构设计方法

储能密度是复合材料飞轮结构设计的主要技术指标,为提高储能密度,必须选取比强度高的纤维复合材料并尽量提高飞轮的外缘线速度.该文探讨了考虑轴承、电机技术水平和可用材料等约束条件下的飞轮结构设计的一般方法,该方法应用于飞轮储能试验装置研制中,飞轮在试验中达到700 r/s, 外缘线速度达到660 m/s, 储能密度达到 35 Wh/kg.     

飞轮储能转子强度和模态有限元分析

高速飞轮储能系统需要解决的关键问题之一是飞轮高速运行过程中飞轮转子的强度、振动等问题.为了对比金属飞轮和碳纤维飞轮在材料方面的影响,基于ANSYS Workbench仿真平台,采用有限元方法对功率为75 kW、转速为28 000 r/min的飞轮储能内嵌式永磁电机转子进行静强度分析;并对转子进行模态分析,分析转子的主要振型,绘制Campbell图,计算临界转速,结果表明：所设计的两种材料的飞轮储能系统转子满足强度要求,其工作转速在安全范围内,与金属飞轮转子相比,碳纤维飞轮转子强度安全系数和转速安全裕量高,为飞轮储能系统转子设计和安全运行提供了理论依据.     

复合材料高速储能飞轮的模态分析

利用复合材料飞轮贮能是工业中一项广泛采用的技术,已经在汽车、电力和军事等领域有重要的应用。介绍了某复合材料飞轮的模态分析方法,并应用计算机模态分析系统获得了复合材料飞轮转子的固有频率及振型,为复合材料飞轮的研制和其结构的改进设计提供重要的参考依据。     

复合材料单层飞轮转子模态分析

临界转速是衡量转子构件设计水平的一个重要指标,与转子的固有频率有关,因此正确设计飞轮转子基于强度的极限转速,并使之与临界转速保持协调显得非常关键。需要在其静力分析的基础上通过有限元软件ANSYS对高速旋转的单层复合材料飞轮转子进行有预应力的模态分析,检验复合材料飞轮转子在工作过程中是否会引起共振.     

车用高速复合材料飞轮的研究

由于人们对空气污染和原油储量减少现状的认识,世界各国的科学家试图寻找燃油发动机的替代物。目前,以电池驱动的电动汽车已经研制成功,但是一次充电行程较短,缺乏实用性。随着材料科学、磁悬浮轴承以及电子技术的发展,人们又恢复对飞轮储能技术的兴趣,试图把飞轮系统应用在汽车动力系统中。     

复合材料透波盖强度有限元分析

利用有限元方法对一种特殊形状的复合材料透波盖在承压工况下的强度进行了数值分析，揭示了应力分布特点，确定了最大变形区域及其应用状态，为透波盖的强度设计提供了理论依据，通过对透波盖进行压力试验，验证了计算结果的正确性。     

单层复合材料飞轮转子仿真计算分析

复合材料飞轮转子处于高速旋转状态下,其离心应力不容忽视,本文通过ANSYS静力分析模块对高速旋转的复合材料飞轮转子进行应力分析,并与理论计算进行比较,结果表明：运用ANSYS静力分析模块进行分析而获得的结果与理论计算结果非常接近.     

储能飞轮铝合金轮毂的蠕变特性及寿命

为研究储能飞轮铝合金轮毂蠕变特性,以提高飞轮寿命,采用宏观唯像分析方法,通过轮毂在85℃和7×104r/min转速下的蠕变实验,提出了飞轮轮毂蠕变规律的经验公式,并通过有限元强度计算模拟对蠕变现象进行了理论分析。在轮毂蠕变寿命实验的基础上,提出了基于材料延伸率及韧脆性断裂特性的蠕变破坏模式及其判断依据,并得到实验验证。结果表明,利用蠕变破坏模式和延伸率判断依据可以对飞轮轮毂的蠕变寿命进行预估。     

储能飞轮轮毂的蠕变温度特性与蠕变影响

为提高储能飞轮可靠性,并延长寿命,研究了储能飞轮铝合金轮毂的蠕变温度特性。采用宏观唯像分析方法,通过轮毂在不同温度、不同转速下的蠕变实验,拟合了包含应力、时间、温度等变量在内的完整的反映飞轮轮毂在低温条件下(75℃以下)蠕变规律的蠕变方程。并用有限元分析的方法对飞轮轮毂在工作条件下的蠕变过程进行了模拟。分析结果表明,在40℃的高真空环境下以转速5×104r/m in运行的储能飞轮,在20 a的寿命期内可以忽略铝合金材料蠕变因素对其强度和寿命的影响。     

双晶体形变的三维有限元分析

本文依据单晶体变形的力学和晶体学特征，建立了双晶体形变的三维有限元模型，并用该方法研究了内界面变形协调条件对双晶体变形的影响，对进一步研究晶界对材料形变、断裂的影响具有积极的意义。     

复合材料飞轮内部损伤的实时诊断

材料内部的损伤会引起材料动态性能的变化,通过传感器记录材料内部的振动信号,结合频谱分析和小波分析技术可以辨识材料内部有无损伤、损伤的程度以及类型.依据这种原理,结合复合材料飞轮电池的工作条件,提出了一种在线检测飞轮电池转子损伤的方法,并通过对大量试样的测试,建立了一个识别飞轮损伤的数据库.     

盾构隧道管片力学特性三维有限元分析

采用三维有限元法,以广州地铁使用的管片为研究对象,将管片在施工阶段受到的千斤顶顶力、不均匀注浆压力和正常使用阶段受到的土压力、水压力、周围土层的弹性抗力概化为5种荷载,共10个计算模型,利用通用有限元软件ADINA,分析了单块管片的应力、裂缝分布、极限荷载与薄弱之处.计算结果表明:管片的制作和安装精度极大地影响了管片在施工状态时应力分布;环缝面的不平整更容易造成管片的应力集中而产生开裂,裂缝主要沿盾构推进方向发展;正常使用状态下管片的薄弱之处为螺栓孔,裂缝主要在螺栓孔及其附近区域出现;比较各阶段的裂缝发展形式可以认为,管片在施工阶段所需配筋量在一般情况下成为控制配筋量,在正常使用阶段,配筋所起作用不显著.     

开挖边坡的三维有限元稳定分析

用强度折减有限元方法对开挖边坡进行了三维稳定性分析.计算结果表明:对于约束效应不明显的开挖边坡,边坡的初始破坏面在边坡的中部,随着折减系数的增大,边坡的破坏由边坡中部向两侧扩展,最终边坡在空间上形成匙状或贝壳状的立体土体破坏;当边坡的纵向长度与开挖深度的比值大于4时,边界约束条件对边坡稳定安全系数影响不大,可以近似地按平面应变问题进行分析;对于角部约束效应明显的开挖边坡,当边坡中部剖面发生破坏,边坡角部剖面几乎也同时达到破坏,其稳定安全系数是按平面问题分析结果的1.3倍多,类似的实际问题如果按二维平面应变方法进行分析,其计算结果应用于工程设计中是偏于保守的.     

现代气压沉箱施工过程的三维有限元分析

从开挖卸荷、刃脚挤土、沉箱-土体侧摩擦作用三方面对气压沉箱施工引起的土体扰动进行分析,并结合工程实例,对气压沉箱施工全过程进行三维有限元数值模拟.通过与现场监测数据的比较,验证了三维计算模型及数值模拟方法的合理性和有效性.结果表明:沉箱侧壁边缘处地表沉降最大;随着沉箱下沉,地表沉降逐渐增大,沉降影响范围随之扩大;沉箱周边土体的水平位移较小,浅层土体偏向沉箱移动,深层土体偏离沉箱移动;考虑刃脚挤压扰动可以有效减小沉箱边缘处最大地表沉降.     

刚、柔性桩力学性状有限元分析

采用有限元分析软件ANSYS对刚、柔性桩复合地基的力学性质做了计算分析,研究了刚、柔性桩复合地基的荷载传递形式,并且和桩基的荷载传递形式做了比较,并且通过计算分析了桩身模量以及下卧模量的改变对桩身荷载分布形式的影响.分析结果表明,刚性桩复合地基和柔性桩复合地基荷载传递形式是完全不同的.     

镍钛合金加强梁的有限元法

就含镍钛合金丝的梁的静力及动力问题，描述了镍钛合金丝与玻璃纤维树脂基体的相互作用，进行了镍钛合金丝和加强梁受温度、外载作用下力学行为的分析，并给出形状记忆合金复合材料的有限元分析方法     

多用途货船横向强度有限元分析

计算了一条多用途货船的横向强度.这条多用途货船通过一些改装,可以装载一定数量的集装箱,因此,在计算中除了计算装载散货的工况外,还要重点讨论多种集装箱的装载工况.计算办法和计算结果,可供专业人员参考.     

含SMA纤维的复合材料梁有限元法

分析了SMA纤维对复合材料梁材料参数的影响,用梁的二维平面单元对含有不同含量和初始残余应变的SMA纤维的复合材料梁进行了有限元分析。计算结果表明,通过激活SMA纤维,对复合材料梁的弯曲和自振频率均有很强的控制和调节能力。     

形状记忆合金纤维层板固有频率可调性的有限元分析

采用有限元方法建立SMA纤维层合板的有限元动力学模型，通过矩阵特征值问题求解，得到板的固有频率，讨论了相奕激发温度的改变、SMA纤维的体积分数、SMA预拉伸变形等参数对结构固有频率的影响。研究结果对于实现SMA纤维复合材料减振降噪智能结构的自适应控制具有一定的参考价值。