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和传统的储能方式相比,飞轮储能装置具有能量利用率高、充放电响应速度快、适用范围广等多重优点,而飞轮转子作为整个储能系统的关键部分,它的性能直接影响着储能系统的储能密度及储能量。而复合材料的横向强度又制约着飞轮转子的极限转速,因此,对飞轮转子的力学性能研究对飞轮储能的应用具有重要的指导意义。本文从复合材料细观力学的角度,联合使用有限元仿真软件Abaqus/CAE和DIGIMAT,分别建立了复合材料二维横向细观模型及三维的特征体元模型,分析了玻璃复合材料横向性能,并预算出玻纤、T300纤维以及T800纤维复合材料三维特征体元模型的性能,结合惠特尼-瑞莱模型,预测不同纤维体积分数的复合材料性能。以测算的纤维复合材料性能参数为依据,研究分析了针对本文这种转子结构,轮毂和轮缘材料、轮毂位置、轮缘长度等因素对转子的应力的影响,并测算了不同材料的轮缘的极限转速,对不同长度的轮缘作模态分析,评估振动特性,根据实际工程要求选择最优方案,为复合材料转子的工程应用提供理论依据和指导作用。通过对玻璃纤维复合材料作横向强度分析,得出其横向拉伸强度值为38.6MPa,与参考的实验数据40MPa相比,误差为4.8%。对不同材料的轮缘作极限转速的分析计算,发现玻璃纤维复合材料转子的极限转速约为4500rpm,T300碳纤维复合材料转子极限转速约为8300rpm,T800纤维复合材料极限转速约为11000rpm,T300/T800极限转速约为9300rpm。分别研究分析轮缘材料、轮缘长度、轮毂位置对转子的固有频率的影响,发现轮缘的长度对转子的固有频率影响最大,轮缘长度为740mm时转子的最小固有频率对应的转速和本文的预设转速10000rpm非常接近,而轮缘长度为1500mm的T800纤维复合材料轮缘在10000rpm的转速下不会发生共振。