多环过盈结构中过盈量的影响规律分析

多环过盈结构能够改善复合材料飞轮内部的径向应力水平,解决复合材料径向抗拉强度不足的问题。多环过盈结构中各环之间的过盈量大小对结构径、环向应力的影响复杂,需要对其进行合理设计。对不同环数以及过盈量分配下的高速旋转飞轮转子轮毂、复合材料层的应力分布进行有限元计算,分析了过盈量对多环过盈结构应力水平的影响规律。结果表明:在各环之间施加的过盈量对相邻各环的应力水平影响明显,但对与其不相邻环的影响较小;分环数越多,各环之间为保证不脱开所需的最小过盈量越小,但轮毂与复合材料护套之间的压应力会显著增加,有可能超过复合材料的抗压极限;为了改善复合材料层内部的应力水平,改变与应力不理想处相邻环的过盈量效果最直接也最明显。

一种等距型面多环过盈连接结构设计

为了实现轻量化,文章设计了一种三角形等距型面多环过盈连接结构。选用圆管代替实心轴,采用与传统过盈配合不同的多环过盈配合,以取代传统焊接形式,提升疲劳强度。同时,选择三角形等距型面过盈连接,可传递更大扭矩,更好的防转功能,合理的公差计算和材料强度选择,并提供一种工艺方法,以满足结构强度及装配要求。