本文關(guān)鍵詞：彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)平面渦卷彈簧優(yōu)化設(shè)計(jì)及模擬仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：風(fēng)能是典型的隨機(jī)性和間歇性能源，風(fēng)電并網(wǎng)給電網(wǎng)會(huì)帶來沖擊，影響了電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，并成為制約風(fēng)電發(fā)展的瓶頸。在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中引入儲(chǔ)能系統(tǒng)，利用其動(dòng)態(tài)吸收能量并適時(shí)釋放能量的特點(diǎn)，可改善風(fēng)電場輸出功率的可控性，提升電網(wǎng)的穩(wěn)定性。本文在機(jī)械式彈性儲(chǔ)能-發(fā)電系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，根據(jù)大容量儲(chǔ)能的要求，對(duì)其關(guān)鍵部件平面渦卷彈簧開展了優(yōu)化設(shè)計(jì)及模擬仿真的研究，主要包括： 首先，研究了平面渦卷彈簧及其特性曲線，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和儲(chǔ)能密度計(jì)算； 其次，以儲(chǔ)能密度最大為優(yōu)化目標(biāo)，以矩形截面平面渦卷彈簧的截面形狀尺寸為設(shè)計(jì)變量，，對(duì)渦卷彈簧進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)優(yōu)化后平面渦卷彈簧儲(chǔ)能密度進(jìn)行了計(jì)算和比較，得出優(yōu)化后的渦簧可有效提高儲(chǔ)能密度； 再次，對(duì)優(yōu)化后的平面渦卷彈簧建立了有限元模型，運(yùn)用有限元軟件ansys對(duì)其進(jìn)行了應(yīng)力分析和模態(tài)分析，通過應(yīng)力分析，得到了渦簧的最大變形量和最大應(yīng)力值，及其在受到固定扭矩作用下的變形情況；通過模態(tài)分析，得到了渦簧前20階振型圖以及所對(duì)應(yīng)的固有頻率； 最后，用Pro/E wildfire5.0軟件建立優(yōu)化后渦簧實(shí)體模型，利用ADAMS平臺(tái)，建立了渦簧柔性體模型并對(duì)其進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真分析，得到了渦簧的變形圖和施加了恒定角速度的渦簧的剛度曲線和儲(chǔ)能曲線，仿真結(jié)果與渦簧實(shí)際剛度變化曲線相一致。 本文研究成果提高了平面渦卷彈簧儲(chǔ)能密度，為大容量機(jī)械式彈性儲(chǔ)能提供了新思路和良好的借鑒。
【關(guān)鍵詞】：平面渦卷彈簧 優(yōu)化 儲(chǔ)能密度 有限元分析 動(dòng)力學(xué)分析
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH135
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-12
• 1.2 各種儲(chǔ)能技術(shù)研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 常見儲(chǔ)能技術(shù)12-15
• 1.2.2 機(jī)械儲(chǔ)能中的彈簧儲(chǔ)能15-17
• 1.3 課題研究內(nèi)容17-19
• 第2章 平面渦卷彈簧設(shè)計(jì)及儲(chǔ)能密度計(jì)算19-25
• 2.1 平面渦卷彈簧19-21
• 2.1.1 平面渦卷彈簧簡介19-20
• 2.1.2 平面渦卷彈簧的特性曲線20-21
• 2.2 平面渦卷彈簧計(jì)算21-24
• 2.2.1 平面渦卷彈簧基本計(jì)算21-22
• 2.2.2 平面渦卷彈簧儲(chǔ)能密度計(jì)算22-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第3章 平面渦卷彈簧優(yōu)化25-32
• 3.1 彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)-發(fā)電系統(tǒng)方案25-26
• 3.2 彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)能原理26-27
• 3.3 平面渦卷彈簧截面優(yōu)化27-29
• 3.4 異型截面渦簧儲(chǔ)能密度計(jì)算及比較29-31
• 3.5 本章小結(jié)31-32
• 第4章 異型截面平面渦卷彈簧的有限元分析32-39
• 4.1 有限元分析及軟件介紹32
• 4.2 異型截面平面渦卷彈簧力學(xué)模型32-34
• 4.3 邊界條件的確定34
• 4.4 異型截面平面渦卷彈簧應(yīng)力分析34-36
• 4.5 異型截面平面渦卷彈簧的模態(tài)分析36-38
• 4.6 本章小結(jié)38-39
• 第5章 異型截面平面渦卷彈簧動(dòng)力學(xué)仿真研究39-47
• 5.1 動(dòng)力學(xué)分析軟件 ADAMS39
• 5.2 柔性體39-41
• 5.2.1 柔性體基本概念39-40
• 5.2.2 柔性體生成方法40-41
• 5.3 截面優(yōu)化前后平面渦卷彈簧動(dòng)力學(xué)仿真41-46
• 5.3.1 ADAMS 中異型截面渦簧柔性體模型建立41-42
• 5.3.2 異型截面渦簧動(dòng)力學(xué)分析42-45
• 5.3.3 截面優(yōu)化前后渦簧動(dòng)力學(xué)分析比較45-46
• 5.4 本章小結(jié)46-47
• 第6章 結(jié)論與展望47-49
• 參考文獻(xiàn)49-52
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及其它成果52-53
• 致謝53

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)平面渦卷彈簧優(yōu)化設(shè)計(jì)及模擬仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：383648