基于成本评价和应力分析的飞轮转子优化设计

以飞轮转子工艺特性、结构特性、材料价格为因素,提出一种基于模糊综合评判的复合材料飞轮转子成本评价方法。基于成本评价和应力分析,以单位质量储能量(即储能密度,EPM)、单位成本储能量(EPC)、单位体积储能量(EPV)为目标,提出一种复合材料飞轮转子多目标优化设计方法。为提高较大目标值和降低较小目标值的选取概率,设计了基于正弦函数的优化目标函数,并给出了基于目标函数二次方的多目标优化表达式;为提高安全可靠性,对复合材料应力约束进行了分析,给出了飞轮转子最高转速、最大外径与应力约束极限的关系式。最后,对成本评价和多目标优化方法进行了仿真,验证了所提出方法的有效性。