某燃料组件格架机械性能试验研究与仿真

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1、学校代号10532学号S1502W0130分类号TL352.2密级公开工程硕士学位论文某燃料组件格架机械性能试验研究与仿真学位申请人姓名肖菲培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称毛建中教授陈铁坚高级工程师学科专业机械工程研究方向机械设计论文提交日期2018年4月23日学校代号：10532学号：S1502W0130密级：公开湖南大学工程硕士学位论文某燃料组件格架机械性能试验研究与仿真学位申请人姓名：肖菲导师姓名及职称：毛建中教授培养单位：机械与运载工程学院专业名称：机械工程论文提交日期：2018年4月23日论文答辩日期：2018年5月16日答辩委

2、员会主席：程军圣教授ResearchontheExperimentandSimulationofMechanicalPerformanceofthespacergridoffuelassemblybyXIAOFeiB.E.(TianjinUniversityofCommerce)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinMechanicalEngineeringintheGraduateSchoolofH

3、unanUniversitySupervisorProfessorMAOJianzhongSeniorEngineerCHENTiejianMay,2018湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定

4、，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□√。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I某燃料组件格架机械性能试验研究与仿真摘要燃料组件格架是反应堆燃料组件的重要组成部件，其作用是夹持、固定燃料棒，保证燃料棒处于栅元中心位置和燃料棒间正常间距的功能，对反应堆运行的安全性起着

5、极其重要的作用。因此，对某燃料组件格架的力学性能进行检测以保证某燃料组件格架产品的安全性和可靠性是一个非常重要而有意义的课题。论文针对某燃料组件格架的力学性能，即格架弹簧和刚凸的刚度、格架栅元刚度、格架整体刚度、格架热松弛以及格架动态刚度设计了一套比较完善的试验方案，并采用有限元仿真分析的方法对试验方案的可行性进行验证。根据实验方案，选择合适的试验设备，并搭建相应的试验平台，对某燃料组件格架进行各项力学性能检测试验，获取相应的试验数据并进行试验数据分析，来确保中间格架产品的安全性和可靠性。通过某燃料组件格架弹簧和刚凸刚度试验、某燃料组件格架栅元刚

6、度试验和某燃料组件格架整体静态刚度试验，获得对应的载荷-位移曲线，对载荷-位移曲线进行处理分析得到格架相应的刚度特征系数。实验结果满足设计指标，证实了格架结构设计的合理性。通过格架热松弛试验获得格架初始状态下和放置在343℃环境下24小时、72小时后的栅元尺寸和栅距，计算得到格架热松弛试验后栅元尺寸和栅距的变化。保温24小时后的格架栅距变化量不超过0.04mm,尺寸变化率不超过0.4%，保温72小时后格架栅距变化率不超过0.5%。因此，高温环境对格架栅距影响较小，而且格架处于高温环境下的时长对其栅距的影响非常小。通过某燃料组件格架动态刚度试验获取

7、格架在给定环境温度下的各项动态基本参数：碰撞冲击载荷、脉冲宽度、回弹角度以及加速度值，并记录下每一组试验中的试验件的破坏情况。分析了中间格架在摆锤冲击过程中的动态刚度系数以及摆锤摆角的回弹率，绘制了格架的动态冲击载荷与摆锤摆角的关系曲线，分析了格架在摆锤冲击载荷下的整体变形情况，得到格架的动态临界屈服载荷、动态刚度系数、临界压塌载荷和失效模式，并将国产格架与西屋进口格架进行对标，表明国产格架的性能能够满足其正常工作使用要求。关键词：燃料组件格架；静态刚度试验；热松弛试验；动态冲击试验II工程硕士学位论文AbstractThespacergrido

8、ffuelassemblyisanimportantcomponentofthereactorfuelassembly.Itsfunct