發(fā)布時間：2020-06-12 13:01

【摘要】：風能和太陽能等可再生能源給社會經濟發(fā)展帶來動力,但其間歇性和不確定性給能源利用帶來嚴峻挑戰(zhàn)。為了改善風光電系統(tǒng)輸出功率的可控性,提升電網穩(wěn)定性,使電力調節(jié)更具有彈性,大容量儲能技術成為解決問題的關鍵。本文在機械彈性儲能系統(tǒng)總體方案基礎上,對其重要組成單元機械彈性儲能箱進行了結構設計,結合高儲能密度的要求,開展了對單體蝸簧箱內關鍵零部件蝸卷彈簧的材料選擇、幾何模型建立、儲能密度計算、有限元力學特性分析,并針對蝸卷彈簧兩端的連接進行了相應結構設計和有限元分析,主要內容如下:(1)基于機械彈性儲能系統(tǒng)總體方案,對機械彈性儲能箱及其主要零部件進行結構設計。(2)運用阿基米德螺旋線和對數螺旋線建立蝸卷彈簧幾何模型,并對其進行受力分析;研究影響蝸卷彈簧儲能密度的主要因素,分析并對比了鋼材、玻璃纖維、碳纖維等不同材料蝸簧的儲能密度,并結合材料的經濟性選擇玻璃纖維作為蝸簧材料。(3)對玻璃纖維蝸簧材料試件進行強度拉伸實驗,確定材料的力學性能,為后續(xù)蝸簧及連接的力學性能分析提供基礎數據。(4)建立蝸卷彈簧有限元模型,分析阿基米德螺旋線、對數螺旋線兩種狀態(tài)下蝸卷彈簧的變形及應力分布;針對蝸簧與芯軸的連接,提出芯軸盒-螺釘組-壓塊的連接形式,并對連接件和被連接件進行有限元建模及應力分析;針對蝸簧與箱體內壁的連接,提出襯片-螺釘組連接方式,建立連接的有限元模型,分析不同長度的襯片對蝸簧的影響,確定了合適的襯片長度。(5)針對單體蝸簧箱進行有限元模態(tài)分析,通過對比不同階頻率和振型,分析了單體蝸簧箱的振動情況。
【圖文】：

機械彈性儲能系統(tǒng)實現(xiàn)方案

圖1-2兩種類型蝸卷彈簧
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH122

【參考文獻】

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本文編號：2709566