复合材料飞轮的设计分析

复合材料具有重量轻、强度高等优点 ,是储能飞轮的理想材料。文中对复合材料飞轮的储能能力及其影响因素进行分析 ,并对两种结构复合材料飞轮———单层与多层等厚度圆环飞轮的应力分布与结构设计进行定量分析与比较。飞轮的储能能力受飞轮转子结构及其飞轮材料强度的影响 ,飞轮转子内外半径比应根据实际应用要求确定 ,选择高强度低密度的材料可提高飞轮的轮缘线速度 ,从而提高飞轮的储能能力。等厚度圆环飞轮的应力分布主要受飞轮转子内外半径比和材料物理特性的影响。对于内外半径比一定的单层圆环复合材料飞轮 ,飞轮的环向应力远大于其径向应力。与单层圆环飞轮相比 ,多层圆环飞轮的应力分布更为均匀、合理 ,飞轮的储能能力更大。