过盈装配的金属轮毂-复合材料飞轮转子

• 作者: 张永斌 汤继强 赵丽滨
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 航空航天
• 关键词: 储能飞轮 复合材料转子 强度设计 应力分析 过盈配合
• 年，卷（期）: 2013,（10）
• 所属期刊栏目: 维纳技术与精密机械
• 页码范围: 2639-2647
• 页数: 9页
• 分类号: V249.1
• 字数: 3805字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20132110.2639

摘要

针对一种高储能密度超导磁悬浮储能飞轮,设计了一种由磁轴承、金属轮毂和3个复合材料圆环过盈装配而成的飞轮转子.通过加入金属轮毂来改善转子的应力分布、减小转子的径向应力,保证转子在高速转动状态下磁轴承和复合材料圆环之间的连接强度.转子圆环之间通过过盈装配提供初始压应力,以避免转子在高速转动时发生分层破坏;采用平面应力解析法和有限元法建立转子的应力分析模型,研究了金属轮毂、复合材料圆环厚度和环间过盈量对转子应力分布和强度的影响.最后,提出了转子的优化设计方案.实验结果显示,转子的额定转速达到50 000 r/min,储能总量为1 110 Wh,储能密度达到40Wh/kg.研究结果表明:加入金属轮毂、增大复合材料外环的厚度以及中环和外环的环间过盈量,可以提高转子的强度、极限转速和储能密度.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	赵丽滨	北京航空航天大学宇航学院	36	175	10.0	12.0
2	汤继强	北京航空航天大学惯性技术重点实验室	13	68	5.0	8.0
6	张永斌	北京航空航天大学惯性技术重点实验室	8	91	6.0	8.0