襯片的凸耳上施加圓柱支撐約束,蝸簧上施加驅(qū)動彎矩Mq,不同長度的襯片所受初始彎矩Me根據(jù)式(9)計(jì)算得到,如表2所示。其方向與驅(qū)動彎矩Mq相反。襯片長度為150mm連接的邊界條件,如圖9所示。圖9邊界條件BoundaryConditions應(yīng)力分析蝸簧應(yīng)力分析不同長度襯片連接下蝸簧的等效應(yīng)力,為了讓結(jié)果有更好的對比顯示,保持**大值與**小值不變,如圖10所示。當(dāng)l等于100mm、125mm、150mm、175mm、200mm、225mm時所對應(yīng)的**大等效應(yīng)力分別為、、、、、,盡管不同長度下的**大等效應(yīng)力值有差異,但出現(xiàn)的位置均在襯片的中間的螺釘孔處。圖10不同長度襯片連接下蝸簧等效應(yīng)力SpringEquivalentStressinDifferentGasketLength圖11不同長度襯片連接下蝸簧平均應(yīng)力SpringAverageStressinDifferentGasketLength從應(yīng)力云圖上看,蝸簧應(yīng)力值整體上從左到右在減小,但是在離固定端長度為l(即襯片長度)位置周圍有部分增大現(xiàn)象,并且這種現(xiàn)象隨著l的增加會愈加不明顯。隨著襯片長度增加,蝸簧中的較小應(yīng)力單元區(qū)域增大,表明蝸簧受到的平均應(yīng)力值在減小。圖11為不同襯板長度l下蝸簧單元受到的平均應(yīng)力值,該值隨著長度l增加而減小,且降低速度減緩。充電樁儲能箱價格費(fèi)用?江蘇新能源儲能箱的作用
表明蝸簧受到的影響隨著襯片長度的增加而減小。襯片應(yīng)力分析不同襯片應(yīng)力變化,如圖12所示。為更好觀察對比結(jié)果,調(diào)整襯片等效應(yīng)力顯示,保持**大值與**小值不變,如圖13所示。對于不同長度襯片,除了l=100mm襯片的**大等效應(yīng)力出現(xiàn)在右凸耳位置,其余長度的**大等效應(yīng)力出現(xiàn)在左凸耳位置,且凸耳處的應(yīng)力大于螺釘處受到的應(yīng)力,這是由于螺釘與凸耳同時提供固定作用,而凸耳離自由端較近,產(chǎn)生的應(yīng)變比螺釘處應(yīng)變大;**小等效應(yīng)力出現(xiàn)在襯片與螺釘連接一側(cè)的邊緣且不為零,這是因?yàn)橐r片受載后變形,產(chǎn)生弧面切向力,使襯片固定端一側(cè)受擠壓作用從而產(chǎn)生微小的壓縮變形。設(shè)小應(yīng)力單元比例s定義為s=Nσi/Nn,Nσi表示單元應(yīng)力σi≤80MPa的單元數(shù),Nn為襯片的總單元數(shù)。圖12表示蝸簧平均應(yīng)力、小應(yīng)力單元比例s與襯片長度l的關(guān)系,可以看出:隨著襯片長度增加,平均應(yīng)力值減小且降低率減緩,而小應(yīng)力單元比例增加。這表明隨l增加,襯片取決定作用的大應(yīng)力單元比例逐漸降低,并且襯片的應(yīng)力過渡趨于平緩,但是長度過大即小應(yīng)力單元過多)會增加襯片的質(zhì)量。遼寧空氣儲能箱排風(fēng)量變速儲能箱制造廠家費(fèi)用?
表1彈簧鋼、玻璃纖維機(jī)械性能參數(shù)MechanicalPropertiesofSpringSteelandGlassFiber性能材料彈性模量E(Gpa)材料的密度ρ(kg/m3)抗拉強(qiáng)度極限σB(Mpa)彈簧鋼玻璃纖維襯片長度不同,蝸簧受到的彎矩也不同,分別采用長度為100mm、125mm、150mm、175mm、200mm、225mm的襯片進(jìn)行有限元分析。圖6初始形態(tài)實(shí)體模型EntityModelofInitialState1.蝸簧箱2.蝸卷彈簧3.芯軸圖7襯片連接實(shí)體模型EntityModelofGasketConnection在Creo中建立蝸簧初始形態(tài)實(shí)體模型,如圖6所示。其中蝸簧2與箱體1內(nèi)壁采用襯片固定,為更好地研究連接處蝸簧與襯片的力學(xué)性能,截取蝸簧與箱體固定部分進(jìn)行蝸簧連接有限元分析,襯片連接實(shí)體模型,如圖7所示。襯片連接有限元模型圖8有限元模型FiniteElementModel將襯片連接實(shí)體模型導(dǎo)入AnsysWorkbench中,采用系統(tǒng)默認(rèn)的網(wǎng)格劃分方法,網(wǎng)格單元為solid187。長度為150mm的襯片連接,其總節(jié)點(diǎn)個數(shù)為31952,總單元個數(shù)為18057,有限元模型,如圖8所示。邊界條件表2初始時襯片所受彎矩GasketBendingMomentofInitialState襯片長度l。mm)5200225轉(zhuǎn)過角度θ(rad)9計(jì)算彎矩Me(N·m)78模型中主要對蝸簧和襯片進(jìn)行有限元分析,在蝸簧箱上施加固定約束。
因此襯片形狀也符合阿基米德螺旋線。圖5襯片數(shù)學(xué)模型GasketMathematicModel長度為l的襯片在蝸簧作用下,如圖5所示。由r0到r1轉(zhuǎn)過的角度記為θa,在垂直方向下彎曲的距離記為w,可以近似的看為:襯片在蝸簧作用下的變形可以視為一懸臂梁受到彎矩Me下的彎曲變形,令垂直方向下彎曲的長度w與彎曲變形撓度wB相等,即可以看出,Me與襯片的長度l有關(guān),不同長度下的襯片連接,蝸簧受到的初始彎矩是不同的。4襯片連接有限元分析在圖1彈性儲能系統(tǒng)方案中,選用10kW實(shí)驗(yàn)用雙饋電機(jī),其額定轉(zhuǎn)速為1000r/min,**大轉(zhuǎn)矩為·m,減速器傳動比為3,則作用在蝸簧芯軸上的**大轉(zhuǎn)矩Mq為·m。襯片使用彈簧鋼,選用65#碳素鋼,其截面是寬度t為120mm、高度h為3mm的矩形;蝸簧材料選用玻璃纖維[11-12],具有更低的材料密度和更高的儲能密度。襯片材料和蝸卷彈簧材料機(jī)械性能,如表1所示。蝸簧箱內(nèi)壁半徑R設(shè)計(jì)為480mm。阿基米德螺旋蝸的圈數(shù)n取10圈,則式1中描述蝸簧形狀的極坐標(biāo)參數(shù)中b=3/2πmm/rad,a=R-2nπb=480-30=450mm。表1彈簧鋼、玻璃纖維機(jī)械性能參數(shù)MechanicalPropertiesofSpringSteelandGlassFiber性能材料彈性模量E(Gpa)材料的密度ρ(kg/m3)抗拉強(qiáng)度極限σB。汽車儲能箱制造廠家費(fèi)用?
單體蝸簧箱中平面蝸卷彈簧是**部件,其內(nèi)端與芯軸連接,外端與蝸簧箱內(nèi)壁連接。蝸卷彈簧與箱內(nèi)壁連接方式通常有鉸式固定、銷式固定、V型固定、襯片固定[7],其中襯片固定是通過螺釘將襯片、蝸簧和箱體內(nèi)壁進(jìn)行靜連接。該連接方式可減少蝸簧圈間壓力,增大蝸簧受載面積,減少應(yīng)力集中。在彈性儲能前期研究中,文獻(xiàn)[6]針對蝸卷彈簧提出了基于螺線的形態(tài)迭代法,詳細(xì)描述了蝸簧儲能中的各個狀態(tài);文獻(xiàn)[8]分析了蝸卷彈簧箱體中不同厚度蝸簧在運(yùn)行過程中曲率,彎矩等相關(guān)參數(shù)的變化;文獻(xiàn)[9]針對平面蝸卷彈簧進(jìn)行了有限元應(yīng)力分析及動力學(xué)分析,研究了蝸簧受到的扭矩與其轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系;文獻(xiàn)[10]討論了提高蝸卷彈簧儲能密度的方法。這些研究成果均沒有對蝸卷彈簧端部的連接問題進(jìn)行研究,而連接處的強(qiáng)度將直接影響蝸簧工作的可靠性,若采用襯片固定,不同長度襯片的選取也將直接影響襯片的連接性能。因此在已有機(jī)械彈性儲能系統(tǒng)方案基礎(chǔ)上,針對蝸簧外端與箱體內(nèi)壁的襯片連接,建立襯片連接力學(xué)模型和有限元模型,開展襯片連接強(qiáng)度分析,探討不同長度下的襯片連接對蝸簧性能的影響。2蝸卷彈簧曲線描述蝸卷彈簧在儲能前的狀態(tài),即初始狀態(tài),其外端固定于蝸簧箱內(nèi)壁上。變速儲能箱生產(chǎn)廠家費(fèi)用?重慶變速儲能箱價格
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4、鋁質(zhì)熱傳導(dǎo)骨架;5、相變儲能材料;6、換液管;7、輸液管;8、保溫隔熱層;9、萬向輪;10、剎車裝置。具體實(shí)施方式以下通過特定的具體實(shí)例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。實(shí)施例1:如圖1至圖3所示,一種相變儲能箱,包括箱體和箱蓋通過密封圈密封形成的密封箱1,密封箱1內(nèi)為一空腔2,空腔2內(nèi)設(shè)置有相變儲能單元3,相變儲能單元3包括儲能側(cè)板31和儲能豎板32,儲能豎板32與儲能側(cè)板31垂直,多個儲能豎板32之間具有間隙33,儲能側(cè)板31和儲能豎板32為連續(xù)的一個整體,相變儲能單元3安裝在密封箱1空腔2內(nèi),其各個面均與空腔2內(nèi)壁不接觸,相變儲能單元3包括外面的鋁質(zhì)熱傳導(dǎo)骨架4和里面的相變儲能材料5,相變儲能材料5為結(jié)晶水和鹽類無機(jī)儲能材料。其中,相變儲能單元3上還設(shè)有兩個與密封箱1外界連通的換液管6,換液管6穿過密封箱1和熱傳導(dǎo)骨架4與相變儲能材料5連通;換液管6位于儲能側(cè)板31的底部;密封箱1上設(shè)有兩個輸液管7,輸液管7位于密封箱1兩對立側(cè)面上,一根輸液管71位于密封箱1側(cè)面上部,一根輸液管72位于密封箱1側(cè)面下部。將相變儲能單元設(shè)計(jì)為相互垂直放置的儲能板,側(cè)板和豎板一體設(shè)置。江蘇新能源儲能箱的作用