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。光伏储能箱价格费用?天津汽车储能箱的类型
相变储能单元3上还设有两个与密封箱1外界连通的换液管6,换液管6穿过密封箱1和热传导骨架4与相变储能材料5连通;换液管6位于储能侧板31的底部;密封箱1上设有两个输液管7,输液管7位于密封箱1两对立侧面上,一根输液管71位于密封箱1侧面上部,一根输液管72位于密封箱1侧面下部。将相变储能单元设计为相互垂直放置的储能板,侧板和竖板一体设置,竖板之间设置间隙,极大限度地增大了储能单元的接触表面积,使得相变储能单元能够与传热液体充分接触,相变储能单元采用铝质外壳,增加热传导和储能效率;相变储能单元上设置换液管,可以定期对相变进行更换,提高储能箱的储能性能和使用周期,在密封箱上两相对的侧面上一上一下地设置输液管,一边进液一边出液,在液体流动的过程中,环绕着中间的相变储能单元流过,增加了传热液体与相变储能单元的充分接触时间,提高了换热强度。实施例2:如图4所示,在实施例1的基础上进行改进,储能侧板31的两端以及储能竖板32的自由端底部分别设有支撑柱34,相变储能单元3通过支撑柱34安装在密封箱1空腔2内。使得相变储能单元底部与密封箱底部不完全接触,流出空隙供传热液体流动。实施例3:如图4所示。天津汽车储能箱的类型空气储能箱材质费用?
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。LS的长度为L2,则蜗簧的全长L=L1+L2。初始状态的蜗簧形状的表达函数为:图4对数螺旋线LogarithmicSpiral3衬片模型衬片与蜗簧通过螺钉连接于箱体内壁。
衬片的凸耳上施加圆柱支撑约束,蜗簧上施加驱动弯矩Mq,不同长度的衬片所受初始弯矩Me根据式(9)计算得到,如表2所示。其方向与驱动弯矩Mq相反。衬片长度为150mm连接的边界条件,如图9所示。图9边界条件BoundaryConditions应力分析蜗簧应力分析不同长度衬片连接下蜗簧的等效应力,为了让结果有更好的对比显示,保持**大值与**小值不变,如图10所示。当l等于100mm、125mm、150mm、175mm、200mm、225mm时所对应的**大等效应力分别为、、、、、,尽管不同长度下的**大等效应力值有差异,但出现的位置均在衬片的中间的螺钉孔处。图10不同长度衬片连接下蜗簧等效应力SpringEquivalentStressinDifferentGasketLength图11不同长度衬片连接下蜗簧平均应力SpringAverageStressinDifferentGasketLength从应力云图上看,蜗簧应力值整体上从左到右在减小,但是在离固定端长度为l(即衬片长度)位置周围有部分增大现象,并且这种现象随着l的增加会愈加不明显。随着衬片长度增加,蜗簧中的较小应力单元区域增大,表明蜗簧受到的平均应力值在减小。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。充电桩储能箱生产厂家费用?
机械弹性储能箱蜗簧衬片连接强度分析段巍,方涛,汤敬秋,王璋奇(华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003)摘要:蜗卷弹簧是机械弹性储能的关键零部件,其端部与芯轴和储能箱体内壁连接的强度直接影响蜗卷弹簧工作的可靠性。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。光伏储能箱排风量费用?四川新能源储能箱的类型
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mm)5200225转过角度θ(rad)9计算弯矩Me(N·m)78模型中主要对蜗簧和衬片进行有限元分析,在蜗簧箱上施加固定约束,衬片的凸耳上施加圆柱支撑约束,蜗簧上施加驱动弯矩Mq,不同长度的衬片所受初始弯矩Me根据式(9)计算得到,如表2所示。其方向与驱动弯矩Mq相反。衬片长度为150mm连接的边界条件,如图9所示。图9边界条件BoundaryConditions应力分析蜗簧应力分析不同长度衬片连接下蜗簧的等效应力,为了让结果有更好的对比显示,保持**大值与**小值不变,如图10所示。当l等于100mm、125mm、150mm、175mm、200mm、225mm时所对应的**大等效应力分别为、、、、、,尽管不同长度下的**大等效应力值有差异,但出现的位置均在衬片的中间的螺钉孔处。图10不同长度衬片连接下蜗簧等效应力SpringEquivalentStressinDifferentGasketLength图11不同长度衬片连接下蜗簧平均应力SpringAverageStressinDifferentGasketLength从应力云图上看,蜗簧应力值整体上从左到右在减小,但是在离固定端长度为l(即衬片长度)位置周围有部分增大现象,并且这种现象随着l的增加会愈加不明显。随着衬片长度增加,蜗簧中的较小应力单元区域增大,表明蜗簧受到的平均应力值在减小。天津汽车储能箱的类型