CN106548813A - 有限水域棒束附连水质量测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有限水域棒束附连水质量测量方法，包括如下操作步骤：第一步：准备两根试验棒、连接板和相应紧固件；第二步：连接板通过紧固件同时与两根试验棒锁紧；第三步：准备一台激振机，激振机的输出端接有连接杆，连接杆与连接板固接；第四步：激振机产生的激振力通过连接杆和连接板的传递，分别传递给两根试验棒。通过本试验方法可以建立有限水域中棒体的附加质量及附加阻尼的参数特性，包含不同模态和相同模态不同相位对附加质量和附加阻尼的影响规律。

Description

有限水域棒束附连水质量测量方法

技术领域

本发明涉及测量方法技术领域，尤其是一种有限水域棒束附连水质量测量方法。

背景技术

目前，核反应堆装置的应用范围越来越广，在某些情况下，核反应堆装置会受到冲击作用，为了保证核反应堆及其配套设备设施的正常运行，对其抗冲击性能应该详加分析。而核反应堆里核燃料棒是产生核裂变并释放热量的基本元件，因此研究燃料棒的抗冲击性能需首当其冲。其中关键研究的是棒体在流体中的附加质量、附加阻尼和附加刚度对棒体受到激励后响应的影响，而附加质量、附加阻尼和附加刚度又与棒距离外边界距离、棒之间距离和棒的数量有关。由于核燃料棒细长的特性，所以不能将它的运动看做刚体运动，对它的各阶模态响应也需做深入了解。如果将核反应堆中燃料棒在受到冲击作用时的响应特性研究清楚，那么对于整个核反应堆装置及与之配套的其他设备设施的抗冲击性能研究也算是进了一大步。

首先，目前就多体结构在有限水域中的试验研究还不是很多，虽然对于核反应堆中燃料组件的试验研究国内外也进行了一些，但针对棒体的研究还极少，所以实验数据较少；第二，其中大多数的国内外研究试验还只是研究物体做刚体运动，很少涉及到物体的模态振动；第三，就核燃料棒模型而言，因其棒距尺度小，所以对其施加激振力和测量整棒变形的方法也与其它试验有所不同，其中技术需详加分析。所以本试验方法可以对以上不足做稍加弥补。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种有限水域棒束附连水质量测量方法，从而可以快速的得出模态的影响特性。

本发明所采用的技术方案如下：

一种有限水域棒束附连水质量测量方法，包括如下操作步骤：

第一步：准备两根试验棒、连接板和相应紧固件；

第二步：连接板通过紧固件同时与两根试验棒锁紧；

第三步：准备一台激振机，激振机的输出端接有连接杆，连接杆与连接板固接；

第四步：激振机产生的激振力通过连接杆和连接板的传递，分别传递给两根试验棒。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述连接板可以采用连杆机构，通过多个传动件组成。

本发明的有益效果如下：

通过本试验方法可以建立有限水域中棒体的附加质量及附加阻尼的参数特性，通过对两个棒体施加到X向同向、X向反向、Y向同向、Y向反向激振力，测量出前两阶模态振动特性，从而得出模态的影响特性。在得到各项参数的影响因子之后，可以应用于校核核反应堆在受到冲击作用时核燃料棒的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图。

图2为本发明实施例一的原理图。

图3为本发明实施例二的结构示意图。

图4为本发明实施例二的原理图。

图5为本发明实施例三的结构示意图。

图6为本发明实施例四的结构示意图。

其中：A、连接杆；B、试验棒1；C、连接板；D、试验棒2；E、传动件；F、传动件1；G、传动件2。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

本实施例的有限水域棒束附连水质量测量方法，包括如下操作步骤：

第一步：准备两根试验棒、连接板A和相应紧固件；

第二步：连接板C通过紧固件同时与两根试验棒锁紧；

第三步：准备一台激振机，激振机的输出端接有连接杆A，连接杆A与连接板C固接；

第四步：激振机产生的激振力通过连接杆A和连接板C的传递，分别传递给两根试验棒。

连接板C可以采用连杆机构，通过多个传动件组成。

如图1和图2所示，采用Y向同向传动机构连接。

试验棒1B和试验棒2D间隔平行设置，通过紧固件与连接板A连接，连接板A的通过连接杆C安装有激振机。

该方法目的在于将一个激振机产生的激振力分别传递到两根试验棒上，并保证两根试验棒同时受力，且力的大小、方向、相位全部相同。

首先激振机产生一个激振力F作为实验模型的输入；连接杆与试验模型中连接板C的侧面通过螺纹连接，将激振力F传递到连接板C上；连接板C与两根试验棒通过螺钉固定（相对位置如图1所示），从而再将激振力F传递到两根试验棒上，且保证的两根试验棒所受的激励大小、方向和相位都相同（沿Y向）。

如图3和图4所示，采用Y向反向传动机构连接。

激振机输出端的连接杆A连接传动件E，传动件E的头部通过铰链结构分支出传动件1F和传动件2G，传动件1F和传动件2G的头部分别通过销与试验棒1B和试验棒2D连接。

该方法目的在于将一个激振机产生的激振力分别传递到两根试验棒上，并保证两根试验棒同时受力，且力的大小相同但相位相反。

首先激振机产生一个激振力F作为实验模型的输入；连接杆A与试验模型中传动件通过螺纹连接，将激振力F直接传递到传动件上；传动件E与传动件1F、传动件2G通过销连接，传动件1F和传动件2G长度相同，分别与试验棒1B、试验棒2D通过销连接（相对位置如图2所示），施加在传动件E上竖直方向的激振力F可通过传动件1转变为施加在试验棒1B上Y向激励，激振力F通过传动件2转变为施加在试验棒2D上Y向激励，且保证了两根试验棒所受的激励大小相同相位相反（沿Y向）。

如图5所示，采用X向同向传动机构。

试验棒1B和试验棒2D间隔平行设置，通过紧固件与连接板A连接，连接板A的通过连接杆C安装有激振机。

如图6所示，采用X向反向传动机构。

试验棒1B和试验棒2D间隔平行设置，通过紧固件与传动件E连接，传动件E采用折弯形结构。

另外，本发明想要获得比较满意的试验数据需要模型满足以下几点要求：

第一：因为需要对棒施加不同方向上的同（反）相位同频率激励，所以这就需要激励是由一个激振器提供，否则通过两个激振器相位相同很难实现，因而中间的传动机构设计就尤为重要，如果设计不合理则会对结果的精确性产生很大影响。对于传动机构有两点要求，一是在实现传动功能的前提下需尽量简单、小巧，在保证自身刚度的同时，避免传动机构的刚度参与系统振动；二是配合精度能满足要求，否则工作时会因为零件之间的相对运动而导致激励传递不理想。四种情况的传动机构设计如图2、3、4、5。

第二：由于棒体大部分都是浸没在水中，所以对棒施加激振力时受力点的选择就不能是理想中的棒的中间位置，否则柔性杆和传动机构的存在会对试验结果产生不可预期的影响。故本实验通过在棒体伸出水面的一端进行激励，并且该段与上隔板的接触设计为线接触，这可近似看成简支，由于棒体尺寸较小，故可以达到目的。简支约束设计及受力变形示意图如图6。

第三：由于棒体本身质量小且棒距较小，故不能选择在棒上贴传感器，否则对附加质量影响很大，这里通过两个激光测量仪同步测量棒体的变形，其中一个上下移动，另一个固定测量一点以保证同相位，最终获得相对可靠的数据。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (2)

1.一种有限水域棒束附连水质量测量方法，其特征在于：包括如下操作步骤：

第一步：准备两根试验棒、连接板和相应紧固件；

第二步：连接板通过紧固件同时与两根试验棒锁紧；

第三步：准备一台激振机，激振机的输出端接有连接杆，连接杆与连接板固接；

第四步：激振机产生的激振力通过连接杆和连接板的传递，分别传递给两根试验棒。

2.如权利要求1所述的有限水域棒束附连水质量测量方法，其特征在于：所述连接板可以采用连杆机构，通过多个传动件组成。