波浪能转换装置设计与仿真研究

【摘要】：波浪能转换技术作为一种具有广阔应用前景的绿色可再生新能源技术,得到世界诸国越来越多的关注与研究。转换技术的研究主要集中在不同形式转换装置的研究与应用上。 本文简要介绍了波浪能转换技术的研究背景及现阶段国内外研究现状,深入分析了各种不同形式的波浪能转换装置的原理及特性。在此基础上,提出了一套新型的波浪能转换装置的设计方案。通过参考实验室试验研究取得的成果、理论分析与计算以及计算机辅助建模与仿真分析等研究方式,具体开展并完成了以下几个方面的研究工作: 1)提出了一套新型波浪能转换装置的总体设计方案。确定了装置“机械——液压系统”的物理模型及“波浪能——机械能——液压能——机械能——电能”的4级能量转换路径。并综合考虑实际工程应用时的制造、运输、安装以及维护等因素,对方案进行了工程应用可行性改造,形成了“子模块——总装置”的方案形式。 2)提出了一套合理的机构形式实现装置机械系统的功能。通过对机构的运动特性进行分析,确定了机构各组成构件的关键参数。运用建模软件Pro/E对机械系统进行了三维建模,并通过接口程序MECH/Pro将模型导入至ADAMS仿真软件中对模型进行仿真分析研究,检验了机械系统设计的可行性,为后续进行的液压系统设计与仿真提供了必要的数据。 3)提出了一套合理的液压系统回路的设计方案,通过参考理论及经验公式,完成了系统元件如液压缸、液压马达、蓄能器以及负载(发电机)的参数计算等。应用AMESim仿真软件对设计方案进行建模以及仿真分析研究,检验了液压系统设计的可行性。通过修改元件参数等,进一步对液压系统输出进行了优化研究,完成了装置液压系统的设计与仿真研究。 本课题通过以上研究工作,完成了一套新型的波浪能转换装置的设计与仿真研究,取得了具有实际意义的成果。 【关键词】：波浪能 转换 装置 机械——液压系统 设计 仿真
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：P742;P743.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题背景及研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 漂浮式波浪能装置的典型形式12-14
• 1.2.2 固定式波浪能装置的典型形式14-16
• 1.3 本文主要研究内容16-18
• 第二章 波浪能转换装置总体方案设计18-23
• 2.1 装置物理模型及能量转换路径设计18-22
• 2.1.1 装置物理模型设计18-19
• 2.1.2 能量转换路径设计19-22
• 2.2 工程应用整体设计22
• 2.3 本章小结22-23
• 第三章 机械系统设计计算23-29
• 3.1 机械系统原理设计23-27
• 3.1.1 原动机构设计23-24
• 3.1.2 执行机构设计24-25
• 3.1.3 传动机构设计25
• 3.1.4 整体系统设计25-27
• 3.2 主要构件参数计算27-28
• 3.2.1 浮动摆子参数计算27
• 3.2.2 液压缸布置参数计算27-28
• 3.3 本章小结28-29
• 第四章 机械系统仿真分析29-41
• 4.1 机械系统动态仿真概述29-31
• 4.1.1 动态仿真技术简介29-30
• 4.1.2 仿真软件ADAMS简介30-31
• 4.2 机械系统仿真建模31-37
• 4.2.1 建模软件Pro/E简介31-32
• 4.2.2 主要构件三维模型32-33
• 4.2.3 系统虚拟装配模型33-34
• 4.2.4 装配模型导入ADAMS34-35
• 4.2.5 约束及载荷设置35-37
• 4.3 机械系统仿真分析37-40
• 4.3.1 液压缸活塞行程响应37-38
• 4.3.2 液压缸活塞速度响应38-39
• 4.3.3 液压缸活塞加速度响应39-40
• 4.4 本章小结40-41
• 第五章 液压系统设计计算41-50
• 5.1 液压系统原理设计41-43
• 5.1.1 液压缸进出油回路设计41-42
• 5.1.2 液压马达进出油回路设计42
• 5.1.3 整体系统设计42-43
• 5.2 主要元件参数计算43-49
• 5.2.1 液压缸参数计算44-46
• 5.2.2 液压马达与发电机参数计算46-47
• 5.2.3 其他元件参数计算47-49
• 5.3 本章小结49-50
• 第六章 液压系统仿真分析50-76
• 6.1 液压系统仿真概述50-53
• 6.1.1 液压系统仿真技术简介50-52
• 6.1.2 仿真软件AMESim简介52-53
• 6.2 液压系统仿真建模53-59
• 6.2.1 搭建系统草图53-55
• 6.2.2 选择子模型55-58
• 6.2.3 设置元件参数58-59
• 6.3 液压系统仿真分析59-63
• 6.3.1 蓄能器流量响应59-61
• 6.3.2 液压马达流量及压力响应61-62
• 6.3.3 负载(发电机)转速及扭矩响应62-63
• 6.4 液压系统仿真优化63-75
• 6.4.1 不同相位差输入下系统的输出响应63-70
• 6.4.2 蓄能器容量变化对系统输出的影响70-75
• 6.5 本章小结75-76
• 总结与展望76-78
• 参考文献78-81
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果81-82
• 致谢82-83
• 答辩委员会对论文的评定意见83

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