碟式斯特林发动机碟架的设计与检测

论文摘要

碟式斯特林发动机的碟架主要依据原理是旋转抛物面聚光的原理,把光能通过聚焦提高光能的密度。本课题就是依据这个原理,根据公司给出的参数要求,先设计出旋转抛物面的面积,根据旋转抛物面的面积分布确定出抛物面上玻璃镜片的分布以及玻璃镜片的类型。第二步利用Pro/E通过三维建模,依照玻璃镜片的分布设计出机械本体结构的三维模型,碟架本体共分为五部分:碟架钢架结构、高度角传动、方向角传动、横轴组件、立柱组件。在三维模型里先对这些执行机构进行组装,达到设计要求。再利用FLUENT软件以层流为本流体模型,仿真出不同风向不同风力下碟架的风载载荷。把得出来的数据和钢架本身的自重加载到建立的三维模型上,使用ANSYS软件分析不同风向以及不同风力下对碟架刚度的影响,分析在风力和自身重载作用下碟架的变形是否会对设计出的运动产生干涉,并对结构进行调整。第三步利用得出的风力载荷数据,对执行机构高度角和方向角的传动部件设计,并对其进行校核。最后主要针对镜片的安装进行检测,通过设计碟架的镜片安装装备保证碟架的镜片能够达到聚光的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外斯特林发动机碟架的研究现状和水平
• 1.3 课题来源及主要研究内容
• 第2章 碟架本体设计及理论
• 2.1 碟架系统的设计参数要求
• 2.2 碟架系统的设计原理
• 2.3 碟架系统的部件设计
• 2.3.1 镜片组件的设计
• 2.3.2 高度角组件的设计
• 2.3.3 方向角组件的设计
• 2.4 本章小结
• 第3章 碟架钢架结构受风载荷计算以及分析
• 3.1 引言
• 3.2 相关软件介绍
• 3.2.1 ANSYS
• 3.2.2 FLUENT
• 3.3 碟架风载载荷分析
• 3.3.1 风载荷的设计要求
• 3.3.2 风载荷的计算
• 3.3.3 风载荷以及重力加载后碟架的变形分析
• 3.3.4 丝杠风载下变形受力分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 碟架传动部件设计校核
• 4.1 引言
• 4.2 碟架传动部件的主体结构
• 4.3 高度角方向传动设计校核
• 4.3.1 高度角减速机电机的确定
• 4.3.2 高度角减速机第一级传动部件的选择及校核
• 4.3.3 高度角减速机蜗杆传动的选择及校核
• 4.3.4 高度角减速机轴校核
• 4.4 方向角传动的设计
• 4.4.1 方向角减速机电机的确定
• 4.4.2 方向角减速机传动部件的设计
• 4.5 本章小结
• 第5章 碟架镜片安装的检测
• 5.1 碟架的检测装置结构
• 5.2 碟架的安装检测装置的原理
• 5.3 碟架的安装检测装置的受力分析
• 5.3.1 工作条件
• 5.3.2 建立受力模型
• 5.3.3 分析工作状态下钢架的受力模型
• 5.4 本章小结
• 结论
• 1. 总结
• 2. 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读硕士研究生期间发表的论文