多环混合复合材料飞轮应力分析与结构设计

摘要：

基于线弹性理论,考虑纤维缠绕复合材料各向异性,建立了多环混合复合材料飞轮过盈配合的平面应力分析理论模型,并通过有限元验证了模型的正确性.利用建立的复合材料飞轮转子力学分析模型,研究了各复合材料环模量比值、环数、环厚度以及环间过盈量分布对静止和高速旋转飞轮转子应力分布的影响.结果表明,多环混合复合材料转子中,各因素相互影响,共同作用,当各环复合材料模量比、厚度从内到外依次增加,同时优先保证轮毂与内环环间的大过盈量时,可以有效改善在高速旋转载荷下转子应力的分布,提高复合材料层间强度,避免层间脱开.在此基础上,设计了一种玻璃纤维、T700、T800组成的三环过盈装配的高储能密度超导磁悬浮储能复合材料飞轮,并用三维有限元模型进行了验证.

关键词：复合材料飞轮、平面应力、多环过盈、力学模型、有限元

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973计划资助项目2013CB035601;国家自然科学基金青年基金项目51407192

在线出版日期：2017-11-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：25-33