Энергоемкость вращающихся дисков со спицами-хордами из композитов Моорлат, Пээп Андресович

Краткое описание

Моорлат,ПээпАндресович.Энергоемкостьвращающихсядисковсоспицами-хордамиизкомпозитов: диссертация ... кандидата технических наук : 01.02.04. - Рига, 1985. - 165 с. : ил.больше
Цитаты из текста:

стр. 1
I АКАДЕГШЯ Н У С ЛАТВИЙЖОЙ ССР А1 ИНСТИТУТ ШХАНИКИ ПОЛИМЕРОВ На правах рукописиМООРЛАТПээпАндресовичуда 5 3 9 , 3 ; 678.067ЭНЕРГОЕМКОСТЬВРАЩАЩИХСЯДИСКОВСОСПИЦАМИ-ХОРДАМИИЗКОМПОЗИТОВ01.02.04 - механика деформируемого твердого тела Д и с с е р т а ц и я на соискание ученой степени кандидата

стр. 1
1985 к х.9.0-'''^'-' /Уг.^-^ ^ 5-СЛШ'^'5^ ^-^^^ "^^^^ '' Р'Г.'ШПЛА - 3стр. Глава 4.ЭНЕРГОЕМКОСТЬИ МОЩНОСТЬ КОЛЬЦЕВОЙ СИСТЕМЫ . . . 4.1.Энергоемкостьрадиальной системыспицс ободом 4.2.Энергоемкостьмаховика с пересекающимисяспицами4.3. Мощность хордового маховика при плавном торможении Выводы

стр. 15
по максимальным напряжениям, убедительно показано, что при использовании окружной намотки современныхком­ позитов, свободновращающиесядискинамного эффективнеедисковс жесткой посадкой. Наибольшие значения объемнойэнергоемкостидо­ стигаются вдисках, одновременно разрушающихся от окружных и ра­

Введение диссертации (часть автореферата)на тему «Энергоемкость вращающихся дисков со спицами-хордами из композитов»
Работа посвящена оценке эффективности использования кольцевых систем со спицами-хордами из композитов в качестве энергоемких элементов инерционных накопителей энергии - маховиков. Композиты на основе высокопрочных волокон являются наиболее перспективными материалами для роторов маховиков, разработка которых является основным вопросом в технической проблеме создания инерционного накопителя энергии. Композиты в качестве материалов для маховиков обладают двумя основными преимуществами по сравнению с металлами: высокой удельной прочностью при нагружении вдоль волокон и, в правильно спроектированной конструкции, относительно безопасным (безосколочным) характером разрушения. Маховики из ком-позитоы получаются легкими и накапливают энергию за счет высоких скоростей вращения.
Испытания моделей и опытных конструкций показали, что практически достигнутая энергоемкость маховиков еще далека от потенциальных возможностей композитов. Создание эффективных конструкций маховиков из композитов оказалось невозможным без преодоления проблем, связанных с преждевременным разрушением этих материалов от поперечного отрыва. Это сделало необходимым рассмотрение различных типов вращающихся конструкций из композитов и оценку целесообразности их использования в качестве энергоемких элементов маховиков. К настоящему времени достаточно полно изучены вращающиеся диски и оболочки, выявлены их достоинства и недостатки в качестве накопителей энергии. Анализ показал, что наиболее эффективным энергоемким элементом маховика из композита в настоящее время является свободно вращающийся толстостенный обод, образованный окружной намоткой. Он совмещает простоту изготовления с высокими значениями не только массовой, но и объемной энергоемкостей.
Трудность соединения его с валом может быть преодолена использованием кольцевой системы из обода и ступицы, соединенных спицами-хордами из однонаправленного композита, охватывающими обод по периферии. Такие конструкции можно целиком изготавливать наиболее перспективным способом переработки композитов - намоткой.
Отдельные успешные результаты испытаний кольцевых систем из композитов, в том числе и со спицами-хордами, доказывают перспективность этого типа конструкций. Гибкость конструкции (большое число легко регулируемых параметров: рисунок системы спиц и их относительная толщина, относительная толщина обода, возможность использования различных сочетаний материалов) открывает широкие возможности для ее оптимизации. Работы в этом направлении сдерживаются отсутствием методов расчета напряженного состояния вращающихся кольцевых систем, включающих толстостенный обод и систему спиц-хорд из композитов.
Необходимость обеспечить равновесие нити на поверхности оправки приводит к задачам определения законов движения нитеуклад-чика при намотке по геодезическим линиям и с учетом сил трения. В работе изучены основы механики намотки кольцевых систем (так называемая хордовая намотка), разработаны методы их расчета при равномерном вращении и торможении, исследована энергоемкость и предельная мощность при съеме энергии, описаны результаты испытаний модельных образцов, дано сопоставление разработанных методов расчета с экспериментом.
Диссертация состоит из четырех глав. В первой главе дан обзор литературы. Во второй главе решена задача о равновесии нити при хордовой намотке. В третьей главе приведены методы расчета напряженно-деформированного состояния кольцевой системы. В четвертой главе исследована энергоемкость и мощность хордового маховика.

- б