新型海浪發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)與研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-03 01:56
由于世界能源危機(jī),世界各個(gè)國(guó)家開始將研究轉(zhuǎn)向新能源,而海洋能源是世界上最豐富的資源之一,與之相應(yīng)的利用海洋能源的各種發(fā)電裝置也不斷出現(xiàn)。本文針對(duì)國(guó)內(nèi)外海浪發(fā)電裝置的發(fā)展現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)出一種新型海浪發(fā)電裝置,能從多個(gè)方向采集波浪能量,提高了發(fā)電功率和效率。本文對(duì)新型海浪發(fā)電裝置進(jìn)行了全面的分析和研究。首先介紹了現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外海浪發(fā)電裝置的發(fā)展現(xiàn)狀,國(guó)內(nèi)外各種現(xiàn)有的海浪發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理,分析了存在的海浪發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)存在的缺點(diǎn)與不足,在此基礎(chǔ)上,提出了一種新型海浪發(fā)電裝置。針對(duì)新型海浪發(fā)電裝置的功能要求,基于GF集理論,設(shè)計(jì)出6-UPS型并聯(lián)機(jī)構(gòu)。利用微幅波理論對(duì)四種殼體形狀的浮體進(jìn)行了仿真分析,確定了海浪發(fā)電裝置最佳浮體形狀是圓柱體,并分析了圓柱體狀浮體在各種波高和波頻率下浮體的擺動(dòng)響應(yīng)。然后對(duì)新型海浪發(fā)電裝置進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,并對(duì)各鉸鏈的工作空間進(jìn)行了仿真模擬。研究了海浪發(fā)電裝置在定參數(shù)下的發(fā)電功率和效率,分析了海浪發(fā)電裝置運(yùn)動(dòng)精度的模糊可靠性。應(yīng)用拉格朗日方程,建立了海浪發(fā)電裝置的動(dòng)力學(xué)方程,并推導(dǎo)了整個(gè)裝置的動(dòng)力學(xué)方程,利用ADAMS進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模,對(duì)鉸鏈連接點(diǎn)的受力情況進(jìn)行了仿真。...
【文章來源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:115 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題的研究背景和意義
1.1.1 海浪發(fā)電裝置的研究背景
1.1.2 海浪發(fā)電裝置的研究意義
1.2 波能利用歷史
1.2.1 國(guó)外波能利用歷史
1.2.2 國(guó)內(nèi)波能利用歷史
1.3 海浪發(fā)電裝置
1.3.1 早期海浪發(fā)電裝置
1.3.2 近期海浪發(fā)電裝置
1.3.3 海浪發(fā)電裝置的技術(shù)原理分析
1.4 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 海浪發(fā)電裝置機(jī)構(gòu)構(gòu)型的設(shè)計(jì)
2.1 構(gòu)型設(shè)計(jì)的概念
2.1.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型理論
2.1.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)拓?fù)涞臉?gòu)成條件
F
Ⅰ (Ta Tb Tc ;Ra Rb Rγ)型并聯(lián)機(jī)構(gòu)型綜合"> 2.1.3 GF
Ⅰ (Ta Tb Tc ;Ra Rb Rγ)型并聯(lián)機(jī)構(gòu)型綜合
F
Ⅰ (Ta Tb Tc;Ra Rb Rγ)型的支鏈設(shè)計(jì)"> 2.1.4 具有末端特征 GF
Ⅰ (Ta Tb Tc;Ra Rb Rγ)型的支鏈設(shè)計(jì)
2.2 海浪發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
2.2.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)
2.2.2 二維轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈設(shè)計(jì)
2.2.3 整機(jī)構(gòu)型設(shè)計(jì)
2.2.4 海浪發(fā)電裝置的構(gòu)型設(shè)計(jì)思想
2.3 油路的設(shè)計(jì)
2.4 本章小結(jié)
第三章 海浪發(fā)電裝置浮體受力分析
3.1 波浪基本理論
3.1.1 流體力學(xué)的基本方程
3.1.2 理想流體的運(yùn)動(dòng)方程
3.1.3 速度勢(shì)的求解
3.2 浮體外殼與海浪相互作用的研究
3.2.1 浮體力學(xué)模型的建立
3.2.2 四種浮體的仿真分析
3.3 圓柱浮體不同工況下仿真結(jié)果
3.3.1 不同波高下的仿真結(jié)果
3.3.2 不同波頻率下的仿真結(jié)果
3.4 本章小結(jié)
第四章 海浪發(fā)電裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
4.1 引言
4.2 海浪發(fā)電裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
4.2.1 空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
4.2.2 海浪發(fā)電裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解
4.2.3 結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.3 功率和效率的計(jì)算設(shè)計(jì)
4.3.1 發(fā)電功率的計(jì)算
4.3.2 工作效率的計(jì)算
4.4 液壓缸鉸鏈轉(zhuǎn)角的仿真
4.5 運(yùn)動(dòng)精度的模糊可靠性分析
4.5.1 模糊可靠度簡(jiǎn)介
4.5.2 模糊可靠度理論
4.5.3 海浪發(fā)電裝置運(yùn)動(dòng)精度模糊可靠性的模型
4.5.4 海浪發(fā)電裝置的運(yùn)動(dòng)精度模糊可靠性的計(jì)算
4.6 本章小結(jié)
第五章 海浪發(fā)電裝置動(dòng)力學(xué)分析和模態(tài)分析
5.1 引言
5.2 動(dòng)力學(xué)分析
5.2.1 海浪發(fā)電機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)建模
5.2.2 下平臺(tái)的動(dòng)能和勢(shì)能
5.2.3 六個(gè)支桿的動(dòng)能和勢(shì)能
5.2.4 基于 ADAMS 軟件的海浪發(fā)電裝置的動(dòng)力學(xué)仿真
5.3 模態(tài)分析
5.3.1 模態(tài)分析概述
5.3.2 模態(tài)分析理論
5.3.3 關(guān)鍵零件的模態(tài)分析
5.3.4 整體機(jī)構(gòu)的模態(tài)分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與研究展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文
攻讀碩士學(xué)位期間已申請(qǐng)的發(fā)明專利
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于遺傳算法的混合驅(qū)動(dòng)鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)化綜合[J]. 馮立艷,劉騰,李學(xué)剛,田明瑜. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2011(10)
[2]CDM碳交易市場(chǎng)項(xiàng)目類型探討[J]. 戴勇,郝晶. 中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2011(03)
[3]海洋波浪能發(fā)電裝置的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J]. 張麗珍,羊曉晟,王世明,梁擁成. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué). 2011(01)
[4]波浪能利用的發(fā)展與前景[J]. 劉美琴,鄭源,趙振宙,仲穎. 海洋開發(fā)與管理. 2010(03)
[5]潛器Stewart平臺(tái)動(dòng)力學(xué)仿真[J]. 劉勝,李晚龍,杜延春,宋佳. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(09)
[6]我國(guó)海洋可再生能源開發(fā)利用發(fā)展思路研究[J]. 熊焰,王海峰,崔琳,王鑫,蘇新勝. 海洋技術(shù). 2009(03)
[7]利用水下波浪發(fā)電的“水蟒”[J]. 張?jiān)剖? 科學(xué)大觀園. 2008(15)
[8]6-PSS并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型的牛頓—?dú)W拉方法[J]. 張建政,劉偉,高峰. 機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2007(03)
[9]FUZZY RELIABILITY-BASED OPTIMUM DESIGN OF LAMINATED COMPOSITES[J]. Wei Junhong Chen Jianqiao Ge Rui (Department of Mechanics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China). Acta Mechanica Solida Sinica. 2006(03)
[10]PSS型冗余輸入并聯(lián)機(jī)構(gòu)靜力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J]. 高峰,張彥斐,宮金良. 機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2006(01)
博士論文
[1]六自由度并聯(lián)平臺(tái)位置正解及控制方法研究[D]. 李磊.哈爾濱工程大學(xué) 2008
[2]基于stewart平臺(tái)機(jī)構(gòu)的并聯(lián)機(jī)床設(shè)計(jì)理論及方法研究[D]. 盧強(qiáng).南京理工大學(xué) 2002
碩士論文
[1]新型重載變位機(jī)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 王國(guó)濤.上海交通大學(xué) 2012
[2]并聯(lián)式六維地震模擬振動(dòng)臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 黃旭.上海交通大學(xué) 2012
[3]六維并聯(lián)冗余振動(dòng)臺(tái)控制規(guī)劃與實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張建政.河北工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號(hào):2954085
【文章來源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:115 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題的研究背景和意義
1.1.1 海浪發(fā)電裝置的研究背景
1.1.2 海浪發(fā)電裝置的研究意義
1.2 波能利用歷史
1.2.1 國(guó)外波能利用歷史
1.2.2 國(guó)內(nèi)波能利用歷史
1.3 海浪發(fā)電裝置
1.3.1 早期海浪發(fā)電裝置
1.3.2 近期海浪發(fā)電裝置
1.3.3 海浪發(fā)電裝置的技術(shù)原理分析
1.4 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 海浪發(fā)電裝置機(jī)構(gòu)構(gòu)型的設(shè)計(jì)
2.1 構(gòu)型設(shè)計(jì)的概念
2.1.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型理論
2.1.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)拓?fù)涞臉?gòu)成條件
F
Ⅰ (Ta Tb Tc ;Ra Rb Rγ)型并聯(lián)機(jī)構(gòu)型綜合"> 2.1.3 GF
Ⅰ (Ta Tb Tc ;Ra Rb Rγ)型并聯(lián)機(jī)構(gòu)型綜合
F
Ⅰ (Ta Tb Tc;Ra Rb Rγ)型的支鏈設(shè)計(jì)"> 2.1.4 具有末端特征 GF
Ⅰ (Ta Tb Tc;Ra Rb Rγ)型的支鏈設(shè)計(jì)
2.2 海浪發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
2.2.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)
2.2.2 二維轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈設(shè)計(jì)
2.2.3 整機(jī)構(gòu)型設(shè)計(jì)
2.2.4 海浪發(fā)電裝置的構(gòu)型設(shè)計(jì)思想
2.3 油路的設(shè)計(jì)
2.4 本章小結(jié)
第三章 海浪發(fā)電裝置浮體受力分析
3.1 波浪基本理論
3.1.1 流體力學(xué)的基本方程
3.1.2 理想流體的運(yùn)動(dòng)方程
3.1.3 速度勢(shì)的求解
3.2 浮體外殼與海浪相互作用的研究
3.2.1 浮體力學(xué)模型的建立
3.2.2 四種浮體的仿真分析
3.3 圓柱浮體不同工況下仿真結(jié)果
3.3.1 不同波高下的仿真結(jié)果
3.3.2 不同波頻率下的仿真結(jié)果
3.4 本章小結(jié)
第四章 海浪發(fā)電裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
4.1 引言
4.2 海浪發(fā)電裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
4.2.1 空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
4.2.2 海浪發(fā)電裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解
4.2.3 結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.3 功率和效率的計(jì)算設(shè)計(jì)
4.3.1 發(fā)電功率的計(jì)算
4.3.2 工作效率的計(jì)算
4.4 液壓缸鉸鏈轉(zhuǎn)角的仿真
4.5 運(yùn)動(dòng)精度的模糊可靠性分析
4.5.1 模糊可靠度簡(jiǎn)介
4.5.2 模糊可靠度理論
4.5.3 海浪發(fā)電裝置運(yùn)動(dòng)精度模糊可靠性的模型
4.5.4 海浪發(fā)電裝置的運(yùn)動(dòng)精度模糊可靠性的計(jì)算
4.6 本章小結(jié)
第五章 海浪發(fā)電裝置動(dòng)力學(xué)分析和模態(tài)分析
5.1 引言
5.2 動(dòng)力學(xué)分析
5.2.1 海浪發(fā)電機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)建模
5.2.2 下平臺(tái)的動(dòng)能和勢(shì)能
5.2.3 六個(gè)支桿的動(dòng)能和勢(shì)能
5.2.4 基于 ADAMS 軟件的海浪發(fā)電裝置的動(dòng)力學(xué)仿真
5.3 模態(tài)分析
5.3.1 模態(tài)分析概述
5.3.2 模態(tài)分析理論
5.3.3 關(guān)鍵零件的模態(tài)分析
5.3.4 整體機(jī)構(gòu)的模態(tài)分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與研究展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文
攻讀碩士學(xué)位期間已申請(qǐng)的發(fā)明專利
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于遺傳算法的混合驅(qū)動(dòng)鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)化綜合[J]. 馮立艷,劉騰,李學(xué)剛,田明瑜. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2011(10)
[2]CDM碳交易市場(chǎng)項(xiàng)目類型探討[J]. 戴勇,郝晶. 中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2011(03)
[3]海洋波浪能發(fā)電裝置的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J]. 張麗珍,羊曉晟,王世明,梁擁成. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué). 2011(01)
[4]波浪能利用的發(fā)展與前景[J]. 劉美琴,鄭源,趙振宙,仲穎. 海洋開發(fā)與管理. 2010(03)
[5]潛器Stewart平臺(tái)動(dòng)力學(xué)仿真[J]. 劉勝,李晚龍,杜延春,宋佳. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(09)
[6]我國(guó)海洋可再生能源開發(fā)利用發(fā)展思路研究[J]. 熊焰,王海峰,崔琳,王鑫,蘇新勝. 海洋技術(shù). 2009(03)
[7]利用水下波浪發(fā)電的“水蟒”[J]. 張?jiān)剖? 科學(xué)大觀園. 2008(15)
[8]6-PSS并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型的牛頓—?dú)W拉方法[J]. 張建政,劉偉,高峰. 機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2007(03)
[9]FUZZY RELIABILITY-BASED OPTIMUM DESIGN OF LAMINATED COMPOSITES[J]. Wei Junhong Chen Jianqiao Ge Rui (Department of Mechanics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China). Acta Mechanica Solida Sinica. 2006(03)
[10]PSS型冗余輸入并聯(lián)機(jī)構(gòu)靜力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J]. 高峰,張彥斐,宮金良. 機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2006(01)
博士論文
[1]六自由度并聯(lián)平臺(tái)位置正解及控制方法研究[D]. 李磊.哈爾濱工程大學(xué) 2008
[2]基于stewart平臺(tái)機(jī)構(gòu)的并聯(lián)機(jī)床設(shè)計(jì)理論及方法研究[D]. 盧強(qiáng).南京理工大學(xué) 2002
碩士論文
[1]新型重載變位機(jī)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 王國(guó)濤.上海交通大學(xué) 2012
[2]并聯(lián)式六維地震模擬振動(dòng)臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 黃旭.上海交通大學(xué) 2012
[3]六維并聯(lián)冗余振動(dòng)臺(tái)控制規(guī)劃與實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張建政.河北工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號(hào):2954085
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