Регистрация / Вход
Прислать материал

РАСЧЕТ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СУПЕРМАХОВИКОВ

Сведения об участнике
ФИО
Гайнулина Лейсан Радифовна
Вуз
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Казанский (Приволжский) федеральный университет»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Математика. Механика
Раздел области наук
Механика
Тема
РАСЧЕТ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СУПЕРМАХОВИКОВ
Резюме
В работе излагаются основы методики численного исследования удельной энергоемкости маховичных накопителей энергии. В дополнение к традиционной оценке энергоемкости по кинетической энергии добавляется оценка по удельной потенциальной энергии упругих деформаций. Анализируются возможности использования различных конструкционных материалов при изготовлении маховиков, даются некоторые рекомендации по форме маховика. Отмечается, что используемая в работе «расширенная» оценка энергоемкости дает большую вариативность при конструировании маховичных накопителей энергии и в некоторых случаях позволяет снизить скорость вращения роторной части конструкции.
Ключевые слова
супермаховик, расчет магнитопластных супермаховиков, влияние потенциального поля, силовая намотка, контактное давление, монотонно изменяющийся натяг.
Цели и задачи
) Получить точные решения распределения напряжений в супермаховике для различного моделирования силовой намотки слоев. Исследовать влияние различного моделирования силовой намотки слоев на увеличение скорости вращения супермаховика. Исследовать зависимость коэффициента эффективности супермаховика для большого количества слоев от коэффициента Пуассона материала маховика и отношения внешнего радиуса супермаховика к внутреннему.
Введение

В связи с развитием современных технологий в промышленности и на транспорте появляется множество мобильных устройств, поэтому большое значение приобретает проблема аккумулирования энергии. Одной из относительно простых и, в то же время, крайне перспективных является технология накопления энергии при помощи маховика. Маховик сохраняет переданную ему энергию в виде кинетической энергии вращения. В последнее время повышенное внимание уделяется аккумулирование энергии в механических накопителях на супермаховиках. Обычно такие маховики изготавливаются намоткой в виде цилиндров из лент или синтетических волокон на основе стекла или углепластика. При этом для уменьшения аэродинамических потерь, маховик помещается в прочный корпус.

Методы и материалы

-

Описание и обсуждение результатов

В работе дана оценка изменения угловой скорости вращения маховика, помещенного в нерастяжимый кожух, в потенциальном поле. Исследовано изменение напряженно-деформированного состояния маховика, представляющего собой диск с отверстием, в процессе его квазистатической раскрутки.

Характерным является то, что отношение предельных угловых скоростей вращения маховика (для конструкции с кожухом и без него) не зависит от механических характеристик материала маховика и характера изменения физических параметров потенциального поля, а зависят от относительных геометрических параметров маховика. Временное сопротивление материала маховика  и параметр , который характеризует (в том числе) и напряженность потенциального поля, определяют величину начального зазора между маховиком и кожухом.

Получены точные решения распределения напряжений в супермаховике для различного моделирования силовой намотки слоев. Исследовано влияние различного моделирования силовой намотки слоев на увеличение скорости вращения супермаховика. Получена зависимость окружных напряжений в слоях супермаховика (напряжения натяга) при его намотке. Приведена зависимость коэффициента эффективности супермаховика для большого количества слоев от коэффициента Пуассона материала маховика и отношения внешнего радиуса супермаховика к внутреннему.

Используемые источники
Gulia N.V. Makhovichnye dvigateli. М.: Mashinostroenie, 1976. 163p.
Rabotnov Y.N. Soprotivlenie materialov. – М.: Fizmatgiz, 1962. – 456p.
Belykh K.V., Filkin N.M. K voprosu rascheta makhovichnykh nakopiteley kineticheskoy energii // Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii «Modernizaciya i nauchnye issledovaniya v transportnom komplekse»,Perm, 26–28 april 2012. V.1. – Perm: PNIPU, 2012. – P.281-289.
Berezhnoi, D.V., Chickrin, D.E., Galimov, A.F. On specific energy capacity of flywheel energy storage // Applied Mathematical Sciences, Vol. 8, 2014, no. 124, 6181-6190.
Berezhnoi, D.V., Chickrin, D.E., Kurchatov, E.Yu., Galimov, A.F. Estimation of specific energy capacity of flywheel-housing system in potential field // Applied Mathematical Sciences, Vol. 8, 2014, no.163, 8125-8135.
Information about the project
Surname Name
Gajnulina Leysan Radifovna
Project title
CALCULATION OF STRESS - STRAIN STATE SUPERMAHOVIKA
Summary of the project
The paper outlines the basic methods of numerical investigation of specific energy flywheel energy storage. In addition to the traditional evaluation of energy consumption on the kinetic energy of the added score on the specific potential energy of elastic deformations. The possibilities of the use of various structural materials in the manufacture of flywheels, are some of the recommendations in the form of a flywheel. It is noted that used in the "extended" energy consumption estimate gives greater variability in the design of flywheel energy storage, and in some cases to reduce the rotational speed of the rotary part of the structure.
Keywords
supermahovik , magnitoplastnyh supermahovika calculation, the influence of the potential field, a power winding ,the contact pressure monotonically varying tightness.