反应堆堆内构件压紧弹簧的动力学特性研究
发布时间：2021-04-14 22:31
核电设备的安全性一直是核电问题关注的重点,受到了广泛的关注,其中振动问题是影响核电安全性的问题之一。反应堆正常运行时,冷却水从吊篮上部入水口流入,产生冲击振动,称为流致振动。压紧弹簧位于压水堆顶盖法兰与吊篮法兰之间,在有流致振动产生时,吊篮与其内部结构及冷却水组成质量体,压紧弹簧作为弹性元件影响着下部质量体的边界条件,并对其振动响应产生影响。本文对压紧弹簧-质量块系统的自由振动响应进行了研究,主要内容包括:（1）针对压紧弹簧振动系统中库伦阻尼的可变特性,提出了一种适用于压紧弹簧振动系统的动力学模型,考虑库伦阻尼力的黏着特性,讨论了库伦阻尼的表达式,并根据振动系统的运动方程,以线性定刚度进行自由振动响应解析求解。（2）基于压紧弹簧大挠度计算模型,运用软件进行编程,以变刚度进行压紧弹簧自由振动响应数值计算。（3）对压紧弹簧振动系统的自由振动响应进行有限元实体模拟,并与线性定刚度解析求解结果及非线性变刚度数值计算结果进行对比分析,三种结果具有很高的一致性。（4）讨论了压紧弹簧作为弹性元件时,质量块在进行振动响应时的边界条件,由于摩擦力的粘滞作用,若脉动载荷相对于初始预紧载荷较小,质量块与压紧...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
吊篮结构示意图
由于库伦阻尼的普遍性，容易获取及利用，较其他阻尼而言，由库伦阻尼组成的阻尼元件成本很低，被广泛用于各类型的冲击隔离器[35,36]。国内外学者关于库伦阻尼的系统的研究已有很长的历史，也取得了丰硕的成果。其主要研究内容及成果可分为两个方面，一是针对摩擦力的研究，是关于摩擦力的形成机理及摩擦力的模型描述，另一方面是面对工程问题，对含摩擦力的运动系统的应用及其动力学响应的研究。目前应用最广的摩擦力模型主要有两种，分别是摩擦力理想模型和双线性迟滞模型。1931年，DenHartog提出了摩擦力的理性模型，如图1-2。图1-2摩擦力理想模型Figure1-2.Idealfrictionmodel
反应堆堆内构件压紧弹簧的动力学特性研究5DenHartog指出相互接触且有相互作用力的物体在受到外力作用而产生相对运动或有相对运动趋势时，在物体的交界面上会产生突变式的摩擦力，起到阻碍运动的作用，摩擦力与相对运动速度相反，摩擦力与位移的关系如图1-3。图1-3摩擦力与位移关系Figure1-3.Relationshipbetweenfrictionanddisplacement在摩擦力理性模型中，假定动、静摩擦系数相等且为定值，在物体间有相对速度产生或相对速度发生反向时，摩擦力的变化是阶跃突变式的，其时间曲线为方波[37]，如图1-4。图1-4摩擦力时间变化曲线Figure1-4.Frictiontimecurve然而实际情况下，物体是具有弹性的，固体接触表面并非理想化的完全刚性，在外力作用下，其相互接触表面先是沿切线方向发生部分弹性变形，当外力大到一定程度时才产生相对滑动[38]。1961年，Iwan等人针对接触面的部分弹性特性，提出了摩擦力的双线性迟滞模型，考虑了相对运动初始阶段的弹性阶段，将整个过程看作理想模型与一根弹簧串联的形式，其力学模型如图1-5。
【参考文献】：
期刊论文
[1]模拟水环境下的压紧弹簧刚度试验及计算模型的研究[J]. 曹亮,石琳,吴铦敏,黄建学,陈冰冰,谢继高,郑三龙. 核动力工程. 2020(02)
[2]吊篮振动特性分析研究[J]. 黄旋,吴万军,齐欢欢,冯志鹏,叶献辉. 机械工程师. 2018(07)
[3]CAP1400堆内构件流致振动试验研究与分析[J]. 许静,柳琳琳,喻丹萍,马建中,李锡华. 核动力工程. 2016(S2)
[4]反应堆吊篮在正常和劣化支撑条件下的振动模态特性[J]. 赖姜,何超,席志德,孙磊,李朋洲. 核动力工程. 2016(S2)
[5]华龙一号堆内构件流致振动试验研究[J]. 杨杰,席志德,喻丹萍,马建中,何超,谭添才. 核动力工程. 2016(S2)
[6]Inconel 718合金压紧弹簧应力腐蚀开裂的应力阈值研究[J]. 陈亮,庞华,宋小明,刘丽莉. 核动力工程. 2015(S2)
[7]碟形弹簧力学性能研究[J]. 邢佶慧,黄河,张家云,杨庆山. 振动与冲击. 2015(22)
[8]反应堆吊篮振动特性边界条件研究[J]. 谭添才,高李霞,喻丹萍,马建中. 核动力工程. 2015(05)
[9]CAP1400堆内构件压紧弹性环的优化设计[J]. 黄磊,丁宗华. 机械工程师. 2015(06)
[10]核热推进反应堆关键技术及其发展[J]. 陈立新,胡攀,王立鹏,江新标. 现代应用物理. 2014(02)
硕士论文
[1]基于数值模拟反应堆吊篮的流致振动响应研究[D]. 赵钰.西南交通大学 2015
本文编号：3138132
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
吊篮结构示意图
由于库伦阻尼的普遍性，容易获取及利用，较其他阻尼而言，由库伦阻尼组成的阻尼元件成本很低，被广泛用于各类型的冲击隔离器[35,36]。国内外学者关于库伦阻尼的系统的研究已有很长的历史，也取得了丰硕的成果。其主要研究内容及成果可分为两个方面，一是针对摩擦力的研究，是关于摩擦力的形成机理及摩擦力的模型描述，另一方面是面对工程问题，对含摩擦力的运动系统的应用及其动力学响应的研究。目前应用最广的摩擦力模型主要有两种，分别是摩擦力理想模型和双线性迟滞模型。1931年，DenHartog提出了摩擦力的理性模型，如图1-2。图1-2摩擦力理想模型Figure1-2.Idealfrictionmodel
反应堆堆内构件压紧弹簧的动力学特性研究5DenHartog指出相互接触且有相互作用力的物体在受到外力作用而产生相对运动或有相对运动趋势时，在物体的交界面上会产生突变式的摩擦力，起到阻碍运动的作用，摩擦力与相对运动速度相反，摩擦力与位移的关系如图1-3。图1-3摩擦力与位移关系Figure1-3.Relationshipbetweenfrictionanddisplacement在摩擦力理性模型中，假定动、静摩擦系数相等且为定值，在物体间有相对速度产生或相对速度发生反向时，摩擦力的变化是阶跃突变式的，其时间曲线为方波[37]，如图1-4。图1-4摩擦力时间变化曲线Figure1-4.Frictiontimecurve然而实际情况下，物体是具有弹性的，固体接触表面并非理想化的完全刚性，在外力作用下，其相互接触表面先是沿切线方向发生部分弹性变形，当外力大到一定程度时才产生相对滑动[38]。1961年，Iwan等人针对接触面的部分弹性特性，提出了摩擦力的双线性迟滞模型，考虑了相对运动初始阶段的弹性阶段，将整个过程看作理想模型与一根弹簧串联的形式，其力学模型如图1-5。
【参考文献】：
期刊论文
[1]模拟水环境下的压紧弹簧刚度试验及计算模型的研究[J]. 曹亮,石琳,吴铦敏,黄建学,陈冰冰,谢继高,郑三龙. 核动力工程. 2020(02)
[2]吊篮振动特性分析研究[J]. 黄旋,吴万军,齐欢欢,冯志鹏,叶献辉. 机械工程师. 2018(07)
[3]CAP1400堆内构件流致振动试验研究与分析[J]. 许静,柳琳琳,喻丹萍,马建中,李锡华. 核动力工程. 2016(S2)
[4]反应堆吊篮在正常和劣化支撑条件下的振动模态特性[J]. 赖姜,何超,席志德,孙磊,李朋洲. 核动力工程. 2016(S2)
[5]华龙一号堆内构件流致振动试验研究[J]. 杨杰,席志德,喻丹萍,马建中,何超,谭添才. 核动力工程. 2016(S2)
[6]Inconel 718合金压紧弹簧应力腐蚀开裂的应力阈值研究[J]. 陈亮,庞华,宋小明,刘丽莉. 核动力工程. 2015(S2)
[7]碟形弹簧力学性能研究[J]. 邢佶慧,黄河,张家云,杨庆山. 振动与冲击. 2015(22)
[8]反应堆吊篮振动特性边界条件研究[J]. 谭添才,高李霞,喻丹萍,马建中. 核动力工程. 2015(05)
[9]CAP1400堆内构件压紧弹性环的优化设计[J]. 黄磊,丁宗华. 机械工程师. 2015(06)
[10]核热推进反应堆关键技术及其发展[J]. 陈立新,胡攀,王立鹏,江新标. 现代应用物理. 2014(02)
硕士论文
[1]基于数值模拟反应堆吊篮的流致振动响应研究[D]. 赵钰.西南交通大学 2015
本文编号：3138132
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3138132.html
