本实用新型专利技术提供了一种测量核燃料组件非线性模态的装置，涉及结构动力学试验技术领域，解决了现有技术中存在的不能直接激发出单个指定模态，幅值不可控不足以给出非线性变化规律技术问题。该装置包括固定装置、用于拉伸和释放核燃料组件的张拉装置以及传感器、数据采集设备，张拉装置一端与固定支架连接、另一端与核燃料组件格架连接，数据采集设备用于采集张拉装置的牵拉位移与核燃料组件上的测点位移、加速度时程。本实用新型专利技术用于核燃料组件的非线性模态参数的测量，通过张拉装置对核燃料组件单点或多点拉伸然后释放，采集到该幅值下的自由振动响应时程，分析得到对应幅值下的模态参数，变化张拉的幅值最终得到模态参数随振幅变化的非线性关系。振幅变化的非线性关系。振幅变化的非线性关系。
【技术实现步骤摘要】
一种测量核燃料组件非线性模态的装置
[0001]本技术涉及结构动力学试验
，尤其是涉及一种测量核燃料组件非线性模态的装置。
技术介绍
[0002]核燃料组件是核反应堆中最关键的元件，在对地震等极限工况下的核反应堆做受力分析时，核燃料组件的模态参数对计算结果有重要的影响。然而核燃料组件由多只燃料棒组成，具有很强的非线性，其频率、阻尼比等随着振幅而变化，如何测量出核燃料组件的模态参数随振幅变化的非线性关系至关重要。一般可以采用振动台扫频，激振器激励，锤击法等方法测量模态参数。但常规方法一般不能直接激发出单个指定模态，容易造成多阶模态耦合，各个模态的幅值也不容易分离；即使激发出了高阶模态，但高阶模态的幅值不可控，不足以给出非线性变化规律。
[0003]因此就需要设计一种测量核燃料组件非线性模态的装置，来解决目前常规方法不能直接激发出单个指定模态，幅值不可控不足以给出非线性变化规律的问题。
技术实现思路
[0004]本技术的目的在于提供一种测量核燃料组件非线性模态的装置，解决了现有技术中存在的不能直接激发出单个指定模态，幅值不可控不足以给出非线性变化规律技术问题。本技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
[0005]为实现上述目的，本技术提供了以下技术方案：
[0006]本技术提供的一种测量核燃料组件非线性模态的装置，包括张拉装置固定端、张拉装置、传感器、核燃料组件、数据采集设备。张拉装置一端固定，另一端与核燃料组件连接；核燃料组件的上下管座通过销钉与固定支座连接，并对顶部板弹簧施加了预压力，模拟了实际边界条件。数据采集设备用于采集张拉装置的牵拉位移与核燃料组件上的测点位移、加速度时程，传感器设置在核燃料组件且与数据采集设备通信连接。
[0007]优选地，所述张拉装置包括钢丝绳、用于调节所述钢丝绳松紧的调节器以及电磁开关，所述调节器设置在所述钢丝绳上，所述钢丝绳一端与所述张拉装置固定端连接、另一端与所述核燃料组件连接，所述电磁开关用于控制所述核燃料组件与所述张拉装置固定端脱离。
[0008]优选地，所述电磁开关设置在所述钢丝绳上，所述钢丝绳为两段，且分别与所述电磁开关的两端连接。
[0009]优选地，还包括滑轮，过所述钢丝绳与所述核燃料组件的交点且与所述核燃料组件垂直的直线与所述滑轮相切。
[0010]优选地，所述张拉装置的数量为两个，两个所述张拉装置分别连接在所述核燃料组件的两侧，两个连接点分别位于所述核燃料组件的上半部和下半部。
[0011]优选地，所述张拉装置的数量为多个，所述张拉装置连接在所述核燃料组件的搅混格架连接。
[0012]优选地，所述张拉装置固定端包括张拉支架，所述张拉支架固定设置，所述张拉支架的数量为两个，测试时所述核燃料组件设置在两个所述张拉支架之间。
[0013]优选地，所述调节器包括螺杆与螺母，所述张拉支架上具有穿孔，所述螺杆穿过所述穿孔与所述螺母连接。
[0014]优选地，所述调节器包括花篮螺丝。
[0015]优选地，所述数据采集设备包括数据采集器和LVDT位移传感器加速度传感器。
[0016]本技术提供的技术方案中，包括张拉装置固定端、用于拉伸和释放核燃料组件的张拉装置以及数据采集设备，张拉装置一端与张拉装置固定端连接、另一端与核燃料组件连接，所述数据采集设备用于采集所述张拉装置的牵拉位移与所述核燃料组件上的测点位移、加速度时程，通过张拉装置来对核燃料组件进行定点拉伸，使其将核燃料组件拉伸到指定模态，通过电磁开关的释放，使得燃料组件获得在初始位移条件下的某阶模态的自由衰减振动，通过传感器、数据采集设备采集燃料组件的自由衰减振动位移、加速度时程，通过分析得到该幅值下的模态参数，控制不同振动幅值，最终得到非线性模态参数变化规律。
[0017]本技术优选技术方案至少还可以产生如下技术效果：张拉装置包括钢丝绳、用于调节钢丝绳松紧的调节器以及电磁开关，调节器进行拉伸调节，电磁开关控制钢丝绳与核燃料组件释放，操作安装简单；
[0018]电磁开关设置在钢丝绳上，钢丝绳为两段，且分别与电磁开关的两端连接，两段钢丝绳分别连接张拉装置固定端和核燃料组件，通过电磁开关即可控制两段钢丝绳断开进而释放核燃料组件；
[0019]还包括滑轮，过所述钢丝绳与所述核燃料组件的交点且与所述核燃料组件垂直的直线与所述滑轮相切，使连接到核燃料组件上的力为垂直于核燃料组件的，这样施加的外力更直接对核燃料组件的张拉；
[0020]张拉装置的数量为两个，两个张拉装置分别连接在核燃料组件的两侧，两个连接点分别位于核燃料组件的上半部和下半部(连接点设置在燃料组件二阶振型的最大位移点；类似地，当测量一阶模态时，张拉点为一阶振型的最大位移点，其他阶模态类似)，通过对调节器的调节来实现指定张拉幅值；
[0021]张拉装置的数量为多个，张拉装置连接在核燃料组件的搅混格架位置，多个张拉装置的设置，可以不同点进行不同幅值、不同方向的拉伸(张拉幅值、方向由高阶振型对应点的位移决定)，进而多点可控，张拉出的形态更加近似该阶振型，其他阶模态的参与系数小，求得的结果更加准确；
[0022]张拉装置固定端包括张拉支架，张拉支架固定设置，张拉支架的数量为两个。测试时核燃料组件设置在两个张拉支架之间，燃料组件的上下管座通过销钉与固定支座连接，并对顶部板弹簧施加了预压力，模拟了实际边界条件，核燃料组件的每层搅混格架位置都预设了张拉装置；
[0023]调节器包括花篮螺丝，调节结构简单易行。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是本技术实施例提供的测量核燃料组件非线性模态的装置两点张拉结构示意图(第二阶模态)；
[0026]图2是图1张拉前后核燃料组件形态简化图；
[0027]图3是本技术实施例提供的测量核燃料组件非线性模态的装置一点张拉结构示意图(第一阶模态)；
[0028]图4是图3张拉前后核燃料组件形态简化图；
[0029]图5是本技术实施例提供的测量核燃料组件非线性模态的装置双向多点高精度张拉结构示意图(第二阶模态)；
[0030]图6是本技术实施例提供的测量核燃料组件非线性模态的装置双向多点高精度张拉结构示意图(第三阶模态)。
[0031]图中1、张拉装置固定端；2、张拉装置；3、传感器；4、核燃料组件；5、钢丝绳；6、调节器；7、电磁开关；8、滑轮；9、张拉支架；10、螺杆；11、螺母；12、核燃料组件张拉前形态；13、核燃料组件张拉后形态；14、数据采集设备。
具体实施方式
[003本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种测量核燃料组件非线性模态的装置，其特征在于，包括张拉装置固定端(1)、张拉装置(2)、传感器(3)、核燃料组件(4)、数据采集设备(14)，所述张拉装置(2)一端与所述固定端(1)连接、另一端与所述核燃料组件(4)连接，所述数据采集设备(14)用于采集所述张拉装置(2)的牵拉位移与所述核燃料组件(4)上的测点位移、加速度时程，所述传感器(3)设置在所述核燃料组件(4)且与所述数据采集设备(14)通信连接。2.根据权利要求1所述的测量核燃料组件非线性模态的装置，其特征在于，所述张拉装置(2)包括钢丝绳(5)、用于调节所述钢丝绳(5)长度的调节器(6)以及电磁开关(7)，所述调节器(6)设置在所述钢丝绳(5)上，所述钢丝绳(5)一端与所述固定端(1)连接、另一端与所述核燃料组件(4)连接，所述电磁开关(7)用于控制所述核燃料组件(4)与所述张拉装置固定端(1)脱离。3.根据权利要求2所述的测量核燃料组件非线性模态的装置，其特征在于，所述电磁开关(7)设置在所述钢丝绳(5)上，所述钢丝绳(5)为两段，且分别与所述电磁开关(7)的两端连接。4.根据权利要求2所述的测量核燃料组件非线性模态的装置，其特征在于，还包括滑轮(8)，过所述钢丝绳(5)与所述核燃料组件(4)的交点且与所述核...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨陈，胡晓，张艳红，张立红，曾新翔，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。