CN113348351B - 隔振性能试验装置及其设计方法、隔振性能试验系统 - Google Patents
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Abstract
一种隔振性能试验装置及其设计方法、隔振性能试验系统,其中,该隔振性能试验装置包括作为燃料组件运输容器的内构件进行隔振性能试验的模拟体的试验主体(10);所述试验主体(10)的重量、重心以及固有频率与燃料组件运输容器的内构件匹配设置;试验主体(10)的相对两侧分别设有若干个间隔分布、用于连接隔振器(30)的连接孔(20)。该隔振性能试验装置以试验主体(10)作为燃料组件运输容器的内构件模拟体,基于固有频率的设计方法能保证该试验主体(10)和内构件原型高度匹配,从而提高隔振性能试验的准确性,且其整体结构简单,有效降低了验证隔振性能的成本。
Description
技术领域
本发明涉及燃料组件运输容器性能试验技术领域,尤其涉及一种隔振性能试验装置及其设计方法、隔振性能试验系统。
背景技术
现有的燃料组件运输容器通常采用数值模拟或1:1样机进行运输试验的方式验证其隔振系统的性能。然而,数值模拟难以保证较高的准确性,1:1样机运输试验成本过高不具备经济性。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,提供一种实现对燃料组件运输容器开展隔振性能试验的隔振性能试验装置及其设计方法、隔振性能试验系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种隔振性能试验装置,可用于燃料组件运输容器,所述隔振性能试验装置包括作为燃料组件运输容器的内构件进行隔振性能试验的模拟体的试验主体;
所述试验主体的重量、重心以及固有频率与所述燃料组件运输容器的内构件匹配设置;
所述试验主体的相对两侧分别设有若干个间隔分布、用于连接隔振器的连接孔。
优选地,所述试验主体的固有频率包括三个平动方向的频率和三个转动方向的频率;
三个平动方向的频率包括:
其中,kx总为所有隔振器在x轴方向的总刚度,ky总为所有隔振器在y轴方向的总刚度,kz总为所有隔振器在z轴方向的总刚度;m为试验主体的总质量;
三个转动方向的频率包括:
上式中,Ix、Iy、Iz为三个惯量主轴方向的转动惯量,惯量主轴与坐标轴重合。
优选地,所述试验主体包括底座、设置在所述底座上的至少一个支撑板、设置在所述支撑板上的至少一个配重块;所述连接孔设置在所述底座的相对两长边侧上。
优选地,所述底座包括底板、连接在所述底板相对两长边侧上的两个侧板;每一所述侧板上设有若干个所述连接孔。
优选地,所述试验主体包括至少两个相间隔设置在所述底座上的支撑板;所述配重块横向穿设在所述支撑板上。
优选地,所述试验主体还包括设置在所述支撑板顶部的顶板。
优选地,所述配重块为柱体结构。
优选地,所述试验主体还包括设置在所述支撑板和底座之间的若干个筋板。
本发明还提供一种隔振性能试验系统,可用于燃料组件运输容器,所述包括隔振性能试验系统以上任一项所述的隔振性能试验装置、连接在所述隔振性能试验装置的试验主体的相对两侧的若干个隔振器。
优选地,所述隔振性能试验系统还包括对应所述隔振器分别设置在所述试验主体相对两侧的隔振试验平台;
所述试验主体每一侧的所述隔振器分别与对应侧的所述隔振试验平台连接。
本发明还提供一种隔振性能试验装置的设计方法,可用于燃料组件运输容器,所述设计方法包括以下步骤:
S1、根据所述燃料组件运输容器的内构件的重量、重心以及固有频率配置试验主体;
S2、在所述试验主体的相对两侧分别设有若干个间隔分布、用于连接隔振器的连接孔。
优选地,所述试验主体的固有频率包括三个平动方向的频率和三个转动方向的频率;
三个平动方向的频率包括:
其中,kx总为所有隔振器在x轴方向的总刚度,ky总为所有隔振器在y轴方向的总刚度,kz总为所有隔振器在z轴方向的总刚度;m为试验主体的总质量;
三个转动方向的频率包括:
上式中,Ix、Iy、Iz为三个惯量主轴方向的转动惯量,惯量主轴与坐标轴重合。
本发明的隔振性能试验装置,可用于燃料组件运输容器,以试验主体作为燃料组件运输容器的内构件模拟体,基于固有频率的设计方法能保证和原型高度的匹配性,提高隔振性能试验的准确性。整体结构简单,有效降低验证隔振性能的成本。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明一实施例的隔振性能试验装置的立体结构示意图;
图2是本发明一实施例的隔振性能试验装置连接隔振器的俯视图;
图3是本发明一实施例的隔振性能试验装置连接隔振器的侧面图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1-3所示,本发明一实施例的隔振性能试验装置,可用于燃料组件运输容器,该试验装置可包括试验主体10,该试验主体10作为燃料组件运输容器的内构件进行隔振性能试验的模拟体。燃料组件运输容器的内构件为燃料组件运输容器的外壳内的所有构件,包括门组件、浮床以及燃料组件等等。
试验主体10的重量、重心以及固有频率与燃料组件运输容器的内构件匹配设置;其中试验主体10的重量与内构件按照比例设置。试验主体10的相对两侧分别设有若干个间隔分布的连接孔20,用于连接隔振器30。
试验主体10可包括底座11、设置在底座11上的至少一个支撑板12、设置在支撑板12上的至少一个配重块13。底座11整体外周形状为矩形,连接孔20设置在底座11的相对两长边侧上。
底座11进一步可包括底板111、连接在底板111相对两长边侧上的两个侧板112。每一侧板112上设有若干个连接孔20。
本实施例中,试验主体10包括至少两个相间隔设置在底座11上的支撑板 12,支撑板12沿着底座11的长边延伸方向间隔分布。配重块13横向穿设在支撑板12上,通过支撑板12支撑在底座11上。
如图1所示,本实施例的试验主体10包括两个配重块13,配重块13为柱体结构。两个配重块13相平行间隔设置,分别穿设固定在三个支撑板12 上。
进一步地,试验主体10还包括设置在支撑板12顶部的顶板14,还包括设置在支撑板12和底座11之间的若干个筋板15,提高整个试验主体10的刚性。筋板15主要分布并固定在支撑板12与侧板112的连接处、和/或支撑板 12与底板111的连接处。
本发明中,试验主体10的固有频率包括三个平动方向的频率和三个转动方向的频率。
三个平动方向的频率包括:
其中,kx总为所有隔振器在x轴方向的总刚度,ky总为所有隔振器在y轴方向的总刚度,kz总为所有隔振器在z轴方向的总刚度;m为试验主体的总质量。
三个转动方向的频率包括:
上式中,Ix、Iy、Iz为三个惯量主轴方向的转动惯量,惯量主轴与坐标轴重合。
根据隔振器30数量、安装位置、试验主体10的宽度结合配重块13尺寸的调整,达到装置和燃料组件运输容器的内构件三个转动方向的频率一致。
参考图1-3,本发明的隔振性能试验装置的设计方法,可包括以下步骤:
S1、根据燃料组件运输容器的内构件的重量、重心以及固有频率配置试验主体10。
S2、在试验主体10的相对两侧分别设有若干个间隔分布、用于连接隔振器30的连接孔20。
在一实施应用中,作为原型的燃料组件运输容器的内构件重量约2.716 吨,宽度716mm,长度4494mm,内构件两侧边各布置12个隔振器,内构件重心在高度方向高出隔振器几何中心163mm,长度方向偏离几何中心53.5mm,宽度方向对称。试验主体10的宽度与内构件保持一致,左右各布置2个隔振器 30(共计4个),试验主体10的重量取内构件1/6即可保证平动方向三个频率一致,即试验主体10的重量456kg。
对于轴向x转动频率来说:因此试验主体10的转动惯量应为内构件的1/6。对于竖向y扭转和平面z垂向转动频率来说,要保证频率一致,推导可得通过调节配重块13、支撑板12和顶板 14的尺寸以满足此要求。最终试验主体10重心在高度方向高出隔振器30几何中心163mm,长度方向偏离几何中心8.9mm,宽度方向对称。
可以理解地,本发明的试验主体10并不限于上述的结构组成,还可以灵活设置为其他结构,只要的重量、重心以及固有频率与燃料组件运输容器的内构件匹配设置均可。
参考图1-3,本发明的隔振性能试验系统,用于燃料组件运输容器,该隔振性能试验系统包括上述的隔振性能试验装置,还包括若干个隔振器30。隔振器30连接在隔振性能试验装置的试验主体10的相对两侧(长边侧)。
隔振器30的数量根据要达到装置和燃料组件运输容器的内构件三个转动方向的频率一致进行增减。
进一步地,本发明的隔振性能试验系统还包括对应隔振器30分别设置在试验主体10相对两侧的隔振试验平台(未图示)。
试验主体10每一侧的隔振器30分别与对应侧的隔振试验平台连接。
使用本发明进行隔振性能试验时,根据实际情况将隔振器30分别连接到试验主体10两侧上,将隔振试验平台与隔振器30连接,即可进行隔振性能试验操作。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (11)
1.一种隔振性能试验装置,可用于燃料组件运输容器,其特征在于,所述隔振性能试验装置包括作为燃料组件运输容器的内构件进行隔振性能试验的模拟体的试验主体;
所述试验主体的重量、重心以及固有频率与所述燃料组件运输容器的内构件匹配设置;
所述试验主体的相对两侧分别设有若干个间隔分布、用于连接隔振器的连接孔;
所述试验主体包括底座、设置在所述底座上的至少一个支撑板、设置在所述支撑板上的至少一个配重块;所述连接孔设置在所述底座的相对两长边侧上。
2.根据权利要求1所述的隔振性能试验装置,其特征在于,所述试验主体的固有频率包括三个平动方向的频率和三个转动方向的频率;
三个平动方向的频率包括:
其中,kx总为所有隔振器在x轴方向的总刚度,ky总为所有隔振器在y轴方向的总刚度,kz总为所有隔振器在z轴方向的总刚度;m为试验主体的总质量;
三个转动方向的频率包括:
上式中,Ix、Iy、Iz为三个惯量主轴方向的转动惯量,惯量主轴与坐标轴重合。
3.根据权利要求1所述的隔振性能试验装置,其特征在于,所述底座包括底板、连接在所述底板相对两长边侧上的两个侧板;每一所述侧板上设有若干个所述连接孔。
4.根据权利要求1所述的隔振性能试验装置,其特征在于,所述试验主体包括至少两个相间隔设置在所述底座上的支撑板;所述配重块横向穿设在所述支撑板上。
5.根据权利要求1所述的隔振性能试验装置,其特征在于,所述试验主体还包括设置在所述支撑板顶部的顶板。
6.根据权利要求1所述的隔振性能试验装置,其特征在于,所述配重块为柱体结构。
7.根据权利要求1所述的隔振性能试验装置,其特征在于,所述试验主体还包括设置在所述支撑板和底座之间的若干个筋板。
8.一种隔振性能试验系统,可用于燃料组件运输容器,其特征在于,所述隔振性能试验系统包括权利要求1-7任一项所述的隔振性能试验装置、连接在所述隔振性能试验装置的试验主体的相对两侧的若干个隔振器。
9.根据权利要求8所述的隔振性能试验系统,其特征在于,还包括对应所述隔振器分别设置在所述试验主体相对两侧的隔振试验平台;
所述试验主体每一侧的所述隔振器分别与对应侧的所述隔振试验平台连接。
10.一种权利要求1-7任一项所述的隔振性能试验装置的设计方法,可用于燃料组件运输容器,其特征在于,所述设计方法包括以下步骤:
S1、根据所述燃料组件运输容器的内构件的重量、重心以及固有频率配置试验主体;
S2、在所述试验主体的相对两侧分别设有若干个间隔分布、用于连接隔振器的连接孔。
11.根据权利要求10所述的设计方法,其特征在于,所述试验主体的固有频率包括三个平动方向的频率和三个转动方向的频率;
三个平动方向的频率包括:
其中,kx总为所有隔振器在x轴方向的总刚度,ky总为所有隔振器在y轴方向的总刚度,kz总为所有隔振器在z轴方向的总刚度;m为试验主体的总质量;
三个转动方向的频率包括:
上式中,Ix、Iy、Iz为三个惯量主轴方向的转动惯量,惯量主轴与坐标轴重合。
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