【摘 要】
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作为一种高效的能量存储和转换设备,储能飞轮系统把能量转换为转子高速旋转的机械能储存起来,在需要时又能即时将转子动能转化成电能释放出来。这种新型的储能方式具有传统的
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作为一种高效的能量存储和转换设备,储能飞轮系统把能量转换为转子高速旋转的机械能储存起来,在需要时又能即时将转子动能转化成电能释放出来。这种新型的储能方式具有传统的储能方法无法比拟的能量密度高、能量转换率高、环境友好、充放电速度快等优点,应用前景十分广阔。作为该系统最重要的部分之一,飞轮转子的性能优劣直接决定了储能飞轮系统的储能特性。本文从细观角度出发,建立了单向纤维增强树脂的周期性代表体积单元,计算了多层转子复合材料的力学性能,为复合材料飞轮转子的宏观结构设计提供参考。同时,本文预测了芳纶纤维增强复合材料的力学性能,以此为基础对凯夫拉复合材料飞轮转子进行了结构设计。分析了不同过盈量、不同材料、不同层数的复合材料转子的应力变化。预测了不同条件下复合材料多层转子的极限转速,确定了性能优良的转子材料和过盈量参数,为复合材料飞轮转子的结构优化提供一定的参考。
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