阿基米德螺旋蜗的圈数n取10圈,则式1中描述蜗簧形状的极坐标参数中b=3/2πmm/rad,a=R-2nπb=480-30=450mm。表1弹簧钢、玻璃纤维机械性能参数MechanicalPropertiesofSpringSteelandGlassFiber性能材料弹性模量E(Gpa)材料的密度ρ(kg/m3)抗拉强度极限σB(Mpa)弹簧钢玻璃纤维衬片长度不同,蜗簧受到的弯矩也不同,分别采用长度为100mm、125mm、150mm、175mm、200mm、225mm的衬片进行有限元分析。图6初始形态实体模型EntityModelofInitialState1.蜗簧箱2.蜗卷弹簧3.芯轴图7衬片连接实体模型EntityModelofGasketConnection在Creo中建立蜗簧初始形态实体模型,如图6所示。其中蜗簧2与箱体1内壁采用衬片固定,为更好地研究连接处蜗簧与衬片的力学性能,截取蜗簧与箱体固定部分进行蜗簧连接有限元分析,衬片连接实体模型,如图7所示。衬片连接有限元模型图8有限元模型FiniteElementModel将衬片连接实体模型导入AnsysWorkbench中,采用系统默认的网格划分方法,网格单元为solid187。长度为150mm的衬片连接,其总节点个数为31952,总单元个数为18057,有限元模型,如图8所示。边界条件表2初始时衬片所受弯矩GasketBendingMomentofInitialState衬片长度l。充电桩储能箱生产厂家。湖北便携储能箱厂家
因此在已有机械弹性储能系统方案基础上,针对蜗簧外端与箱体内壁的衬片连接,建立衬片连接力学模型和有限元模型,开展衬片连接强度分析,探讨不同长度下的衬片连接对蜗簧性能的影响。2蜗卷弹簧曲线描述蜗卷弹簧在储能前的状态,即初始状态,其外端固定于蜗簧箱内壁上,内端固定在芯轴上;在蜗簧箱内壁蜗簧互相接触,形状符合阿基米德螺旋线的特征,记为AS;芯轴和压紧的弹簧之间表现为自然状态,形状相似于对数螺旋线特征,记为LS,如图2所示。图1械弹性储能系统MechanicalElasticEnergyStorageSystem图2初始状态蜗簧模型SpiralSpringModelofInitialState阿基米德螺线是一个点匀速远离固定点的同时以固定的角速度绕该固定点转动形成的轨迹,如图3所示。其极坐标方程表示:式中:a—其初始极径;b—控制径向距离的参数。图3阿基米德螺旋线ArchimedesSpiral对数螺旋线也叫等角螺旋线,线上任意一点的极径与该点切线方向的夹角α为定值,且α≠90°,如图4所示。其极坐标方程表示为:式中:ρ(θ)—在任意角度θ螺旋线的极径;ρ0—θ为0时的极径;θ—沿螺旋线所经过的角度;k—线上任一点处的极径与该点处的切线的夹角的余切,即k=cot(α)在图2中,设AS的蜗簧长度为L1。辽宁电采暖储能箱价格电采暖储能箱的类型费用?
图11为不同衬板长度l下蜗簧单元受到的平均应力值,该值随着长度l增加而减小,且降低速度减缓。表明蜗簧受到的影响随着衬片长度的增加而减小。衬片应力分析不同衬片应力变化,如图12所示。为更好观察对比结果,调整衬片等效应力显示,保持**大值与**小值不变,如图13所示。对于不同长度衬片,除了l=100mm衬片的**大等效应力出现在右凸耳位置,其余长度的**大等效应力出现在左凸耳位置,且凸耳处的应力大于螺钉处受到的应力,这是由于螺钉与凸耳同时提供固定作用,而凸耳离自由端较近,产生的应变比螺钉处应变大;**小等效应力出现在衬片与螺钉连接一侧的边缘且不为零,这是因为衬片受载后变形,产生弧面切向力,使衬片固定端一侧受挤压作用从而产生微小的压缩变形。设小应力单元比例s定义为s=Nσi/Nn,Nσi表示单元应力σi≤80MPa的单元数,Nn为衬片的总单元数。图12表示蜗簧平均应力、小应力单元比例s与衬片长度l的关系,可以看出:随着衬片长度增加,平均应力值减小且降低率减缓,而小应力单元比例增加。这表明随l增加,衬片取决定作用的大应力单元比例逐渐降低,并且衬片的应力过渡趋于平缓,但是长度过大(即小应力单元过多)会增加衬片的质量。
针对蜗卷弹簧外端与箱体内壁采用衬片固定的连接方式,采用阿基米德螺旋线建立了蜗簧和衬片的数学模型,推导了作用在衬片上的初始弯矩,针对不同长度的衬片建立了衬片连接有限元模型,对比了蜗簧和衬片有限元单元的应力大小及分布统计,得到了不同长度衬片对蜗卷弹簧的影响,确定了合适的衬片连接长度。研究成果可为蜗卷弹簧的安全运行提供有力依据。关键词:弹性储能;蜗卷弹簧;储能箱;衬片连接;有限元;应力分析1引言随着太阳能、风能等间歇性能源的开发和利用,储能技术的研究和发展变得日益重要。机械弹性储能以平面蜗卷弹簧为关键零部件,利用蜗卷弹簧受载时产生弹性变形,将机械能转化为弹性势能,卸载后将弹性势能转化为机械能的原理进行储能和释能,该储能方式具有储能大容量、高效率、低成本和无污染等优点[1-5]。图1为机械弹性储能系统示意图[6],该系统以蜗卷弹簧储能箱为中心分为发电侧与储能侧。两侧都通过变频器连接外部电网;在储能测,变频器连接电动机,通过联轴器连接扭力传感器与蜗簧箱,完成蜗簧储能;在发电侧,蜗簧通过联轴器带动接扭力传感器与发电机,再接上变频器,完成发电并网。大型蜗卷弹簧储能箱由多个单体蜗簧箱通过芯轴并联而成。空气储能箱的作用费用?
该设备内部有768Wh的电量,储存于动力型锂离子电池中。设备内部已经包含DC/AC逆变器电路,还有AC与USB输出接口,可用于给笔记本电脑、平板电脑、手机等数码设备充电;同时还设计有一块LCD显示屏,可以显示剩余电量和输出接口的状态。而储能箱内部电池,可通过电源适配器或者是太阳能板来蓄电。考虑到户外需要经常搬运挪动,箱体上设计有把手;根据野外用途需求,上下盖设计有防水槽和胶圈。该设备在设计用途定位上,就是为野营、户外勘探、光伏储能,或者是紧急情况下准备的。由于采用的是锂离子电池,而非铅酸电池,所以这版储能箱在体积上更小。而据现场工作人员介绍,除了展示的规格,此外还能根据用户的需求定制高达1000Wh的电量,也就是常说的1度电。即使是当前的768Wh版本,也能给时下热门的iPhone7Plus保守充电60次。设备内部集成了自主研发的BMS电池管理系统,可控制电压、电流、温度,还有先进的动态均衡保护机制,可抵御各种安全问题。输入规格为。充电桩储能箱的作用?四川汽车储能箱生产厂家
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Gomis-Bellmuntreviewofenergystoragetechnologiesforwindpowerapplications[J].RenewableandSustainableEnergyReviews,2012,16(4):2154-2171.[3]朱熀秋,汤延祺.飞轮储能关键技术及应用发展趋势[J].机械设计与制造,2017(1):265-268.(ZhuYe-qiu,Tangtechnologiesandapplicationtrendsinflywheelenergystoragesystem[J].MachineryDesignamp;Manufactur,2017(1):265-268.)[4]RossiF,CastellaniB,Nicoliniandchallengesofmechanicalspringsystemsforenergystorageapplications[J].EnergyProcedia,2015(82):805-810.[5]段巍,冯恒昌,王璋奇.弹性储能装置中平面涡卷弹簧的有限元分析[J].中国工程机械学报,2011(4):493-498.(DuanWei,FengHeng-chang,Wangelementanalysisonflatspiralspringinelasticenergystoragedevice[J].ChineseJournalofConstructionMachinery,2011(4):493-498.)[6]汤敬秋.机械弹性储能用大型蜗卷弹簧力学特性研究[D].北京:华北电力大学(北京),2016:15-36.。湖北便携储能箱厂家
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