新型海浪发电装置的设计与研究

摘要

由于世界能源危机,世界各个国家开始将研究转向新能源,而海洋能源是世界上最丰富的资源之一,与之相应的利用海洋能源的各种发电装置也不断出现。本文针对国内外海浪发电装置的发展现状,设计出一种新型海浪发电装置,能从多个方向采集波浪能量,提高了发电功率和效率。本文对新型海浪发电装置进行了全面的分析和研究。
　　首先介绍了现有国内外海浪发电装置的发展现状,国内外各种现有的海浪发电装置的结构和工作原理,分析了存在的海浪发电装置结构存在的缺点与不足,在此基础上,提出了一种新型海浪发电装置。针对新型海浪发电装置的功能要求,基于GF集理论,设计出6-UPS型并联机构。利用微幅波理论对四种壳体形状的浮体进行了仿真分析,确定了海浪发电装置最佳浮体形状是圆柱体,并分析了圆柱体状浮体在各种波高和波频率下浮体的摆动响应。
　　然后对新型海浪发电装置进行了运动学分析,并对各铰链的工作空间进行了仿真模拟。研究了海浪发电装置在定参数下的发电功率和效率,分析了海浪发电装置运动精度的模糊可靠性。应用拉格朗日方程,建立了海浪发电装置的动力学方程,并推导了整个装置的动力学方程,利用ADAMS进行动力学建模,对铰链连接点的受力情况进行了仿真。
　　最后基于有限元法,对新型海浪发电装的关键零件和整体海浪发电装置进行了模态分析,得出了各阶模态和振型。

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第一章 绪论

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 波能利用历史

1.3 海浪发电装置

1.4 主要研究内容

第二章 海浪发电装置机构构型的设计

2.1 构型设计的概念

2.2 海浪发电装置的结构简图

2.3 油路的设计

2.4 本章小结

第三章 海浪发电装置浮体受力分析

3.1 波浪基本理论

3.2 浮体外壳与海浪相互作用的研究

3.3 圆柱浮体不同工况下仿真结果

3.4 本章小结

第四章 海浪发电装置运动学分析

4.1 引言

4.2 海浪发电装置运动学分析

4.3 功率和效率的计算设计

4.4 液压缸铰链转角的仿真

4.5 运动精度的模糊可靠性分析

4.6 本章小结

第五章 海浪发电装置动力学分析和模态分析

5.1 引言

5.2 动力学分析

5.3 模态分析

5.4 本章小结

第六章 全文总结与研究展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

攻读硕士学位期间已申请的发明专利