ANSYS分析：高速飞轮转子过盈配合影响研究

"高速储能飞轮转子的过盈配合分析" 在高速储能系统中，飞轮转子扮演着至关重要的角色，而轮缘与轮毂的连接方式对其性能有着直接影响。过盈配合作为一种常见的连接方式，能确保飞轮在高速旋转时的稳定性和可靠性。在本文中，研究人员通过ANSYS Workbench软件进行了详细的有限元分析，以探究不同过盈量和转速对飞轮转子配合性能的影响。 首先，建立了飞轮转子的几何模型，考虑到实际应用和分析的简便性，选择了单层轮缘设计。飞轮的尺寸根据储能需求确定，例如最大储能量为2MJ，工作转速为12000r/min。在模型中，轮缘和轮毂分别由碳纤维和结构钢制成，这些材料的选择考虑到了强度、储能密度和重量等因素。 接着，文章提到过盈配合的非线性特性，包括几何非线性、材料非线性和接触非线性。过盈配合会导致边界条件的非线性变化，配合面间的应力状态和接触状态复杂。利用ANSYS Workbench的强大非线性分析功能，对不同过盈量（如0.03mm）的情况进行了模拟。 分析结果显示，在过盈量为0.06mm时，不同转速下的应力分布云图揭示了轮缘和轮毂的应力状况。例如，当转速为157rad/s时，可以看到明显的应力分布情况。此外，通过表格形式给出了其他转速和过盈量下的有限元分析结果，这些数据为优化飞轮转子的结构设计提供了依据。 过盈配合分析对于理解离心力如何影响飞轮转子的稳定性至关重要。随着转速的提高，离心力会显著增大，可能对过盈配合造成额外的应力，可能导致疲劳破坏或连接失效。因此，选择合适的过盈量和转速组合对于确保飞轮系统的长期可靠运行至关重要。 该研究通过ANSYS Workbench的数值模拟，为飞轮转子的过盈配合提供了深入的理解，为设计人员提供了实际的计算依据和指导，有助于优化飞轮转子的结构设计，提高高速储能系统的整体性能和安全性。