機械彈性儲能箱蝸簧襯片連接強度分析段巍，方濤，湯敬秋，王璋奇（華北電力大學能源動力與機械工程學院，河北保定071003）摘要：蝸卷彈簧是機械彈性儲能的關鍵零部件，其端部與芯軸和儲能箱體內壁連接的強度直接影響蝸卷彈簧工作的可靠性。針對蝸卷彈簧外端與箱體內壁采用襯片固定的連接方式，采用阿基米德螺旋線建立了蝸簧和襯片的數學模型，推導了作用在襯片上的初始彎矩，針對不同長度的襯片建立了襯片連接有限元模型，對比了蝸簧和襯片有限元單元的應力大小及分布統計，得到了不同長度襯片對蝸卷彈簧的影響，確定了合適的襯片連接長度。研究成果可為蝸卷彈簧的安全運行提供有力依據。關鍵詞：彈性儲能；蝸卷彈簧；儲能箱；襯片連接；有限元；應力分析1引言隨著太陽能、風能等間歇性能源的開發和利用，儲能技術的研究和發展變得日益重要。機械彈性儲能以平面蝸卷彈簧為關鍵零部件，利用蝸卷彈簧受載時產生彈性變形，將機械能轉化為彈性勢能，卸載后將彈性勢能轉化為機械能的原理進行儲能和釋能，該儲能方式具有儲能大容量、高效率、低成本和無污染等優點[1-5]。圖1為機械彈性儲能系統示意圖[6]，該系統以蝸卷彈簧儲能箱為中心分為發電側與儲能側。太陽儲能箱排風量費用？湖北太陽儲能箱價格

    表明蝸簧受到的影響隨著襯片長度的增加而減小。襯片應力分析不同襯片應力變化，如圖12所示。為更好觀察對比結果，調整襯片等效應力顯示，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**大等效應力出現在右凸耳位置，其余長度的**大等效應力出現在左凸耳位置，且凸耳處的應力大于螺釘處受到的應力，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，產生的應變比螺釘處應變大；**小等效應力出現在襯片與螺釘連接一側的邊緣且不為零，這是因為襯片受載后變形，產生弧面切向力，使襯片固定端一側受擠壓作用從而產生微小的壓縮變形。設小應力單元比例s定義為s=Nσi/Nn，Nσi表示單元應力σi≤80MPa的單元數，Nn為襯片的總單元數。圖12表示蝸簧平均應力、小應力單元比例s與襯片長度l的關系，可以看出：隨著襯片長度增加，平均應力值減小且降低率減緩，而小應力單元比例增加。這表明隨l增加，襯片取決定作用的大應力單元比例逐漸降低，并且襯片的應力過渡趨于平緩，但是長度過大即小應力單元過多）會增加襯片的質量。湖北太陽儲能箱價格便攜儲能箱材質費用？

    特種箱的種類有哪些？如今生產線和大型工程機械等等這些大尺寸的貨物也是越來越多，所以運輸也就越來越多。特種箱廠家告訴大家；很......集裝箱配件都有哪些？檢驗流首先介紹一下集裝箱配件的檢驗流程是什么；是市場采購一些集裝箱配件，需要高質量的產品，這是為了能給客戶帶......特種集裝箱如何解決野外供電較新的集裝箱二手集裝箱購買的時候要注意一點就是盡量選擇七成新以上的，這樣才可以保證高質......集裝箱的規格標準是怎么分類集裝箱是一種具有一定強度、剛度和具有一定規格，**貨物周轉的大型裝貨容器，用這種產品轉運貨品，可以直接......特種集裝箱的后期維修事項一、特種集裝箱對框架特種集裝箱裂開的部位要選擇專業恰當的粘合劑：無論框架特種集裝箱的品質再如何優良，它......如何選擇集裝箱廠家選擇集裝箱廠家，就要了解廠家有哪些生產優勢，這是做出選擇的關鍵。

    4、鋁質熱傳導骨架；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。具體實施方式以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點與功效。實施例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內為一空腔2，空腔2內設置有相變儲能單元3，相變儲能單元3包括儲能側板31和儲能豎板32，儲能豎板32與儲能側板31垂直，多個儲能豎板32之間具有間隙33，儲能側板31和儲能豎板32為連續的一個整體，相變儲能單元3安裝在密封箱1空腔2內，其各個面均與空腔2內壁不接觸，相變儲能單元3包括外面的鋁質熱傳導骨架4和里面的相變儲能材料5，相變儲能材料5為結晶水和鹽類無機儲能材料。其中，相變儲能單元3上還設有兩個與密封箱1外界連通的換液管6，換液管6穿過密封箱1和熱傳導骨架4與相變儲能材料5連通；換液管6位于儲能側板31的底部；密封箱1上設有兩個輸液管7，輸液管7位于密封箱1兩對立側面上，一根輸液管71位于密封箱1側面上部，一根輸液管72位于密封箱1側面下部。將相變儲能單元設計為相互垂直放置的儲能板，側板和豎板一體設置。變速儲能箱制造廠家費用？

    因此襯片形狀也符合阿基米德螺旋線。圖5襯片數學模型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，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彈性儲能系統方案中，選用10kW實驗用雙饋電機，其額定轉速為1000r/min，**大轉矩為·m，減速器傳動比為3，則作用在蝸簧芯軸上的**大轉矩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械性能，如表1所示。蝸簧箱內壁半徑R設計為480mm。阿基米德螺旋蝸的圈數n取10圈，則式1中描述蝸簧形狀的極坐標參數中b=3/2πmm/rad，a=R-2nπb=480-30=450mm。表1彈簧鋼、玻璃纖維機械性能參數MechanicalPropertiesofSpringSteelandGlassFiber性能材料彈性模量E（Gpa）材料的密度ρ（kg/m3）抗拉強度極限σB。充電樁儲能箱的類型費用？湖北太陽儲能箱價格

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    圖4為本實用新型儲能箱實施例3的后視結構示意圖；其中，1、密封箱；2、空腔；3、相變儲能單元；31、儲能側板；32、儲能豎板；33、空隙；34、支撐柱；4、鋁質熱傳導骨架；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。具體實施方式以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭相變儲能單元3上還設有兩個與密封箱1外界連通的換液管6，換液管6穿過密封箱1和熱傳導骨架4與相變儲能材料5連通；換液管6位于儲能側板31的底部；密封箱1上設有兩個輸液管7，輸液管7位于密封箱1兩對立側面上，一根輸液管71位于密封箱1側面上部，一根輸液管72位于密封箱1側面下部。將相變儲能單元設計為相互垂直放置的儲能板，側板和豎板一體設置，豎板之間設置間隙，極大限度地增大了儲能單元的接觸表面積，使得相變儲能單元能夠與傳熱液體充分接觸，相變儲能單元采用鋁質外殼，增加熱傳導和儲能效率；相變儲能單元上設置換液管。湖北太陽儲能箱價格