复合材料储能飞轮分层结构研究

摘要

该文首先利用相关的材料学和有限元数值方法,对复合材料储能飞轮的结构进行分析,得到复合材料储能飞轮应力场和应变场,确定了飞轮分层结构优化设计方案.其次,结合复合材料缠绕成型工艺,进行了复合材料储能飞轮分层结构的工艺设计.利用声发射技术,对飞轮材料进行断裂损伤研究,找出声发射曲线与损伤类型的关系,以便于实现复合材料储能飞轮无损检测.最后对复合材料飞轮进行旋转试验,针对其失效情况进行了探索,寻找提高复合材料储能飞轮最高转速的有效途径.研究结果表明采用分层结构工艺,可有效利用飞轮材料的性能,进一步提高复合材料储能飞轮的最高转速.

目录

文摘

英文文摘

1引言

1.1复合材料储能飞轮的研究和发展概述

1.2本课题的研究内容

2复合材料储能飞轮三维应力分析

2.1建立有限元模型

2.2计算飞轮的最高转速

3复合材料飞轮分层工艺设计

3.1分层固化复合材料飞轮的设计

3.2缠绕纤维的张力与成型压力的关系

3.3每层圆环成型压力的确定

3.4张力缠绕飞轮最高转速的确定

3.5用连续固化成型工艺缠绕飞轮

3.6结果分析及结论

4复合材料声发射检测研究

4.1声发射检测原理

4.2声发射试验

4.3实验结果及其分析

4.4结论

5复合材料储能飞轮损伤试验研究

5.1复合材料飞轮的制备

5.2飞轮高速旋转试验

5.3复合材料飞轮裂纹的产生和扩展分析

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

攻读研究生期间发表的论文

致射