【摘 要】
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根据国内相关应用研究的薄弱环节和实际需要,该文以丹麦Risφ国家实验室提出的高速复合材料储能飞轮作为设计原型,采用有限元法对复合材料飞轮在高速运行时的变形和应力状况
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根据国内相关应用研究的薄弱环节和实际需要,该文以丹麦Risφ国家实验室提出的高速复合材料储能飞轮作为设计原型,采用有限元法对复合材料飞轮在高速运行时的变形和应力状况进行了仿真计算,通过对结果的分析改进了设计原型中飞轮盘缘部的形状,改善了飞轮盘颈部的应力集中.有限单元法的应用避免了使用传统方法时必须进行的大量简化,计算结果更为精确可靠.该文还研究了复合材料飞轮基于强度的极限转速问题.以强度条件为基础,该文建立了强度极限转速的优化计算模型,并针对特定情况提出简化计算模型.提出的优化计算模型将极限转速的计算问题转化为数学意义上的优化问题.该转化紧密结合了有限元分析与优化设计各自的特点,在极限转速的计算方法和计算模型的建立上具有独到的见解.为了防止飞轮因共振原因失稳或失效,该文对复合材料飞轮的的临界转速问题进行了计算分析.联系飞轮的强度条件,该文还探讨了复合材料飞轮临界转速与极限转速的协调设计问题,在改进设计原型的基础上得到一个比较合理的设计方案.
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