复合材料飞轮支援空间站

<正> 包含有复合材料飞轮的2个开发项目均利用了美国在奥斯汀的德克萨斯大学机电学中心的飞轮技术。在国际空间站规划下国家航空和航天管理局(NASA)的姿态控制和能量储备试验(ACESE)项目已进行了约1年,这将利用2个复合材料飞轮,约26.5m直径,30.5cm长,以扩大化学的镍氢电池。这些飞轮连同化学电池位于此空间站主要构架端部并紧靠着太阳天线阵。此空间站有90min的运行轨道,日照60min由太阳天线阵收集电源并储存于电池内,在30min阴影时这些电池为操作支承体系、电脑和试验提供全部能源。美国俄州NASA路易斯     

复合材料飞轮研究进展

本文对比了复合材料飞轮转子与金属材料飞轮转子的性能,指出复合材料比强度高、密度小等特点使其可以使飞轮具有更高的极限转速和储能能力。同时指出了复合材料各向异性的特点使得其垂直纤维方向强度低,限制了飞轮的最高转速。介绍了目前复合材料飞轮主要采用单层圆环飞轮和多层圆环飞轮2种结构形式。同时指出采用柔性树脂基体,改善树脂和纤维的界面粘结状态和增强树脂本身的强度也是提高复合材料径向强度的有效途径。     

复合材料贮能飞轮发展与应用

介绍了复合材料用于飞轮制造的优势,以及飞轮贮能技术具有比能量、比功率大,寿命长等优点;对国内外先进复合材料飞轮的主要研究成果和发展现状进行了论述;概括了飞轮贮能在不间断电源、电力调峰和电动车辆领域的应用。     

多环混合复合材料飞轮应力分析与结构设计

基于线弹性理论,考虑纤维缠绕复合材料各向异性,建立了多环混合复合材料飞轮过盈配合的平面应力分析理论模型,并通过有限元验证了模型的正确性。利用建立的复合材料飞轮转子力学分析模型,研究了各复合材料环模量比值、环数、环厚度以及环间过盈量分布对静止和高速旋转飞轮转子应力分布的影响。结果表明,多环混合复合材料转子中,各因素相互影响,共同作用,当各环复合材料模量比、厚度从内到外依次增加,同时优先保证轮毂与内环环间的大过盈量时,可以有效改善在高速旋转载荷下转子应力的分布,提高复合材料层间强度,避免层间脱开。在此基础上,设计了一种玻璃纤维、T700、T800组成的三环过盈装配的高储能密度超导磁悬浮储能复合材料飞轮,并用三维有限元模型进行了验证。     

材料铺排顺序对储能飞轮应力影响规律研究

以复合材料储能飞轮为研究对象,分析材料铺排顺序对飞轮应力的影响规律。针对飞轮的结构特点,建立多层过盈配合复合材料轮缘应力分析模型,通过ANSYS Workbench软件分析不同材料铺排顺序下复合材料飞轮的径向、环向应力分布情况。结果表明:在转速一定的条件下,当各层轮缘材料相同时,使用玻璃纤维时受到的应力最大,使用碳纤维T800时受到的应力最小;当各层轮缘材料不同时,内层采用成本较低的玻璃纤维,中层采用碳纤维T300,外层采用成本较高的碳纤维T800受力最均匀,变化梯度最小。研究结果将对复合材料储能飞轮的设计和优化工作有一定的参考价值。     

碳纤维复合材料圆环拉伸力学性能研究

制备了几种典型碳纤维复合材料圆环,并开展了拉伸性能试验,得到了其破坏强度和主要失效模式。基于有限元理论和复合材料各向异性特征,建立了复合材料储能飞轮力学模型,对已知材料性能参数和转子主要形状尺寸的储能飞轮转子进行有限元分析,得出了其应力和位移分布云图以及破坏强度和失效模式,与试验结果吻合较好。在此基础上,基于有限元模型优化出在某一定转速条件下转子的径向应力、环向应力和径向位移分布,并研究了其分布规律。该方法为复合材料飞轮的结构优化及设计提供了参考。     

美国复合材料工业发展概况及CFA2002年展览会

<正> 1 美国复合材料工业发展概况尽管当前美国经济不景气,复合材料工业却由于这种材料的轻质、高强和优良的耐久性而得到持续的发展,产值还在逐年增长。美国对复合材料/FRP的需求量几乎占世界需求量的一半,据美国欧文斯康宁公司的数据,1960年美国FRP生产量为11.3万t,2002年生产量为190万t,并预计在未来五年中将以4～5%的速率连续增长。据美国CFA(复合材料制造商协会)统计,现今美国有13000条复合材料生产线,有23.6万名雇员。复合材料产品中,约90%以上是玻璃纤维增强材料,约75%用的是不饱和聚酯UP或其它热固性树脂,25%是热塑性树脂(尼龙、聚丙烯及聚丁     

复合材料储能飞轮分层结构研究

采用有限元数值分析，分析了复合材料飞轮内部应力及应变，并结合复合材料缠绕成型工艺，提出一种新的复合材料飞轮分层结构。利用张力缠绕成型的分层结构的复合材料飞轮，最高转速可从28662r／min提高到63057r／min。     

复合材料储能飞轮转子有限元分析

复合材料运用在飞轮体的制备上,极大地增强了储能飞轮的机械性能,并增加了单位质量中的动能储存效率.利用有限元分析理论结合各向异性弹性体基本理论建立复合材料储能飞轮力学模型,借助ANSYS有限元分析软件,对已知材料性能参数和转子主要形状尺寸的储能飞轮转子进行应力和位移分析,求出了在一定转速条件下转子的径向应力、环向应力和径向位移,对其分布规律进行探讨,为飞轮结构优化提供理论依据.     

复合材料飞轮转子的发展概述

本文从飞轮储能系统的特点、复合材料飞轮转子的特性、典型飞轮转子的设计模型、价格及飞轮储能在我国的研究进展等五个方面对ＦＲＰ飞轮转子作了简要介绍。     

大张力缠绕碳纤维复合材料高速飞轮转子研究

碳纤维复合材料由于其较高的比强度、比刚度以及不产生高频涡流损耗等特点,日益广泛地被用来制造高速飞轮转子护套。另外,大张力缠绕相比压装等工艺更适用于施加碳纤维复合材料层与金属轮毂间的过盈配合。研究了大张力缠绕复合材料飞轮转子护套的设计与成型工艺,建立了复合材料护套的三维有限元模型,采用温差法模拟纤维缠绕张力,采用单元生死法模拟逐层缠绕及固化过程。在30000 RPM的转速及不同工作温度下,分析了缠绕张力及轮毂和转轴间过盈量对转子各材料界面处压应力的影响规律。此外,采用大张力缠绕工艺制备了高速飞轮转子碳纤维护套样件,测试了样件护套对金属轮毂的径向压应力以及轮毂径向应变。结果表明,基于仿真模型的计算值与样件测试值吻合良好,获得了飞轮转子的最佳几何外形和制备工艺参数,使转子的最大工作外缘线速度达697 m/s,最大储能密度为44.5 Wh/kg。研究成果对复合材料高速飞轮转子护套的设计与制造具有重要的意义。     

不同半径比对复合材料飞轮转子的影响比较

复合材料飞轮转子的结构设计对储能量有较大影响,其速度的控制有局限性,受多种因素的影响。通过对飞轮系统储能量及储能密度的量化计算,得出影响飞轮储能密度的重要因素,同时对飞轮转子系统进行力学模型的创建,为进一步分析提供了理论基础;选取不同的内外半径比值研究飞轮转子的应力变化,最终确定飞轮转子内外半径比的选用准则,具有实际意义。     

国外复合材料见闻

1979年11月和1980年9月我随中国材料科学代表团和建筑材料工业代表团访问了美国、日本等国。在访问过程中接触到一些复合材料,见闻介绍於后,供参考。 一、美国增强塑料/复合材料分会 美国复合材料的学术组织为美国塑料工业协会(SPI)的“增强塑料/复合材料分会”。1943年,当新的聚酯与玻璃纤维开始     

声发射技术在复合材料中的应用及研究进展

本文介绍了声发射的发展史和当前国内外声发射技术在复合材料方面的应用及发展现状，最后介绍了声发射技术应用于检测复合材料飞轮的损伤与断裂的研究情况。     

美国高等院校复合材料专业教学,科研近况简介

随着现代应用科学的进步和发展,复合材料学科已成为材料科学领域中研究和开发的重点课题。早在60年代,美国的一些高等院校就相继开设了有关复合材料的课程,并对该领域开展了研究工作。在向被誉为“复合材料的二十一世纪”跨进之际,复合材料就自然而然地成了全美许多高校重视的教学和科研课题。目前,全美已有近百所大学开设了复合材料课程,并对复合材料领域开展了系统的研究工作,许多知名专家和教授都已将研究重点集中在复合材料方面,从而加快了复合材料在全美的普及和发展。以下列出美国部分对复合材料领域开展教学和科研较为系统的高等院校。     

zoltek公司及Plasan公司等40个单位获得美国能源部关于先进汽车设计与开发的补助金

位于美国密苏里州圣路易市的碳纤维制造商Zoltek公司和位于美国佛蒙特州Bennington市Plasan碳纤维复合材料公司，于2011年8月10日被指名列在40个公司与机构之中，从美国能源部获得1．75亿美元补助金，用于今后3～5年加快开发布署先进汽车技术。     

美国复合材料研究概况

八○年夏天,笔者去美国边工作、边学习。现将近二年在美国了解的有关复合材料情况写一些以飨读者。 一、一些基本情况 1、高分子复合材料的定义和内容 从八二年五月美国第10届SPE年会办的复合材料短训班的内容来看,高分子复合材料主要是指以高分子化合物为基体加以纤维增强、填料或空气填充的复合材料。它包括四方面内容:     

第七届国际复合材料会议于1989年11月22—24日在广州召开

根据ICCM国际执行委员会的建议,原定于1989年8月1～4日在北京召开的第七届国际复合材料会议(ICCM—Vll),已于1989年11月22—24日在广州东方宾馆胜利召开。与会者有美国、苏联、西德、法国、日本、印度、香港等12个国家和地区的50多位代表,以及从事复合材料研究的200多位中国专家学者。会议联合发起单位为:美国复合材料学会、美国机械工程学会、美国冶金工程师学会、     

拉挤玻璃钢制品的市场前景和新应用领域

近年来,美国拉挤玻璃钢制品的市场需求量的年增长率都在12～20%之间,欧洲稍低一些,但也在10%以上.国际绝大多数拉挤玻璃钢生产商都对行业今后的发展持乐观态度.据一本1995年8月出版的市场研究专著《复合材料:世界增强塑料工业状况,到2000年的市场和供应》预测,北美地区到本世纪末为止,拉挤玻璃钢制品的市场需求量每年将增长至少10%,1998年美国各工业部门将消费20万吨以上的拉挤玻璃钢型材,总金额达10亿美元.该专著预测欧洲     

美国复合材料市场动向

SPI于1996年2月5～7日在美国俄亥俄州辛辛那提市召开了第51届年会。基于年会的资料推定,在经历了1990～1991年市场萧条期后,美国复合材料产量连续4年保持增长势头。1995年美国复合材料的产量为144万吨,比1994年的实际产量(约140万吨)增加4.4％,比1991年增加34.5％。1996年美国的经济趋于好转,但复合材料的增长率不会象1994年那样高达二位数,可以保持继续增长,其增长率预计为3.1％,产量突破150万吨的大关。影响复合材料增长的主要因素是消费动向和出于工业生产率的考虑。此外,复合材料具有设计灵活性、耐腐蚀、轻质及高的绝缘性等特性,并可用来进一步取代现有的传统材料,与木材、混凝土和铝等材料构成复合系统。全力开拓新市场已成为当今复合材料行业的主题。