高温超导磁悬浮储能飞轮轮毂结构的优化设计

中国机械工程 ›› 2010, Vol. 21 ›› Issue (15): 1784-1787.

高温超导磁悬浮储能飞轮轮毂结构的优化设计

魏学敏;汤继强

北京航空航天大学,北京,100083

出版日期:2010-08-10 发布日期:2010-09-19
基金资助:
国家863高技术研究发展计划资助项目(2006AA052241)；中国博士后基金资助项目(20060400389)
National High-tech R&D Program of China (863 Program) （No. 2006AA052241）;
Supported by China Postdoctoral Science Foundation（No. 20060400389）

Optimal Design of Flywheel Hub Structure for High-temperature Superconducting Magnetic Energy Storage Flywheel

Wei Xuemin;Tang Jiqiang

Beihang University, Beijing, 100083

Online:2010-08-10 Published:2010-09-19
Supported by:

National High-tech R&D Program of China (863 Program) （No. 2006AA052241）;
Supported by China Postdoctoral Science Foundation（No. 20060400389）

摘要/Abstract

摘要：

针对一种高温超导磁悬浮储能飞轮轮毂结构,论述其优化设计方法,以达到提高储能密度的目标。运用有限元理论建立轮毂结构模型,以拓扑结构优化、材料优选与形状优化的方法对其进行优化。结果表明,在满足强度、一阶弹性共振频率、极转动惯量、几何尺寸、形状和控制系统等多学科约束条件下,轮毂的储能密度比设计方案提高了7.6%。该优化方法提高了转子的设计效率,对飞轮的高速储能有重要意义。

关键词:

高温超导, 磁悬浮储能飞轮, , 飞轮轮毂, , 优化设计

Abstract:

This paper introduced an optimal design method of a high-temperature superconducting magnetic energy storage flywheel hub. The finite element models for the flywheel hub were established based on the finite element theory. Then the optimal design was done through topological optimization, material selection, shape optimization etc. The results show that the optimal energy storage density of hub is increased by 7.6%.The method improves the design efficiency of the rotor, and has important values in optimal design of the flywheel.

Key words: high-temperature superconducting, magnetic energy storage flywheel, flywheel hub, optimal design

中图分类号:

V448.22

魏学敏, 汤继强.

高温超导磁悬浮储能飞轮轮毂结构的优化设计

[J]. 中国机械工程, 2010, 21(15): 1784-1787.

WEI Hua-Min, SHANG Ji-Jiang.

Optimal Design of Flywheel Hub Structure for High-temperature Superconducting Magnetic Energy Storage Flywheel

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