本發明屬于核電，尤其涉及一種壓水堆燃料組件非線(xian)性(xing)動力學特(te)性(xing)的計算(suan)方(fang)法。

背景技術：

1、核能(neng)作為一(yi)種新型的(de)清潔能(neng)源，在(zai)當(dang)下能(neng)源需求巨大的(de)背景下，充分(fen)有效安全(quan)地利用核能(neng)對人類的(de)生產生活有著非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)和(he)積極(ji)的(de)意義。燃料組件(jian)(jian)作為核反應堆中(zhong)最為核心的(de)部件(jian)(jian)，起到了(le)容納(na)反應物的(de)重(zhong)要(yao)作用。其安全(quan)性(xing)是保(bao)證(zheng)堆整體安全(quan)的(de)重(zhong)要(yao)前提。但是在(zai)正常(chang)運(yun)行(xing)或事故工況中(zhong)，燃料組件(jian)(jian)的(de)磨損和(he)破壞(huai)都嚴重(zhong)影響核反應堆的(de)安全(quan)運(yun)行(xing)。為了(le)在(zai)設(she)計階段(duan)充分(fen)考慮燃料組件(jian)(jian)的(de)特性(xing)，通過相關(guan)結(jie)構的(de)設(she)計以提高燃料組件(jian)(jian)的(de)安全(quan)冗余，對燃料組件(jian)(jian)的(de)結(jie)構動力學特性(xing)研(yan)究是十分(fen)必要(yao)的(de)。

2、建立燃(ran)料(liao)組(zu)件的(de)(de)精(jing)確動(dong)力學(xue)模(mo)型在(zai)(zai)燃(ran)料(liao)組(zu)件安全(quan)設計領域是(shi)非(fei)常重要的(de)(de)。精(jing)確的(de)(de)動(dong)力學(xue)模(mo)型可(ke)以(yi)用于模(mo)擬燃(ran)料(liao)組(zu)件在(zai)(zai)反應(ying)堆在(zai)(zai)運(yun)行(xing)工(gong)(gong)況和事故(gu)工(gong)(gong)況下的(de)(de)結構動(dong)力學(xue)響應(ying)。一方(fang)面可(ke)以(yi)檢(jian)驗燃(ran)料(liao)組(zu)件在(zai)(zai)不同工(gong)(gong)況下的(de)(de)安全(quan)性，另一方(fang)面可(ke)以(yi)用于計算(suan)燃(ran)料(liao)組(zu)件的(de)(de)局部磨損問(wen)題，對優化(hua)結構特(te)性，增加使用壽命有重要的(de)(de)意義。

技術實現思路

1、針對(dui)現有技(ji)術(shu)中(zhong)的(de)(de)上述不足，本發明提供的(de)(de)一種(zhong)壓水堆(dui)燃(ran)料組件非線性動力學(xue)特(te)性的(de)(de)計算方(fang)法，用于模擬和預測燃(ran)料組件的(de)(de)動力學(xue)特(te)性。

2、為了達到以(yi)上目的，本發明采用的技術方(fang)案為：一種壓水(shui)堆燃料組件(jian)非線(xian)性動力學特性的計算(suan)方(fang)法，包括以(yi)下步驟：

3、s1、對(dui)壓(ya)水堆燃料組件結構的(de)運動特征地進行(xing)分析，得到格架在(zai)未滑(hua)移和正在(zai)滑(hua)移時的(de)邊界條(tiao)件；

4、s2、利用歐拉-伯努利梁模型進(jin)行建模，得到(dao)格架的控制方(fang)程；

5、s3、利(li)用格(ge)架在未滑移和正(zheng)在滑移時的邊界(jie)條件，對格(ge)架的控制方(fang)程(cheng)進行求解，得到格(ge)架一端對導向管的彎矩；

6、s4、根據格架一端對導(dao)向(xiang)管的(de)彎矩，利用歐拉-伯努利梁(liang)模(mo)型(xing)構建導(dao)向(xiang)管的(de)動力(li)學方程(cheng)；

7、s5、根據導(dao)向(xiang)管的動力學方程(cheng)，利(li)用模態疊(die)加法(fa)得到第(di)一離散的線性(xing)方程(cheng)組；

8、s6、根(gen)據第(di)一離散的線性(xing)方(fang)程組(zu)，計算得到(dao)壓(ya)水堆(dui)燃料組(zu)件的準(zhun)靜(jing)態加載響應；

9、s7、對壓水堆燃料(liao)組件的動力學(xue)方程進行離散(san)處(chu)理，得到第(di)二(er)離散(san)的線性方程組；

10、s8、對第(di)二離散的(de)線性(xing)方程組(zu)進行求解，得到壓水堆燃料(liao)組(zu)件的(de)動力(li)學響應，完成對壓水堆燃料(liao)組(zu)件非線性(xing)動力(li)學特性(xing)的(de)計算。

11、進一步(bu)地，所述步(bu)驟s1中格(ge)架在(zai)未滑移時的邊界條件的表達式如(ru)下：

12、

13、所述格架正在滑移時的邊界條(tiao)件的表達(da)式如下：

14、

15、we＝-ksfs

16、

17、

18、

19、

20、其中，δθgt表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)格(ge)(ge)(ge)(ge)架(jia)(jia)(jia)一端邊(bian)界的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)角(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)量(liang)，fsmax表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)最大(da)靜摩擦(ca)，wg表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)垂直(zhi)(zhi)于(yu)格(ge)(ge)(ge)(ge)架(jia)(jia)(jia)軸(zhou)向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)移，xg表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)沿格(ge)(ge)(ge)(ge)架(jia)(jia)(jia)軸(zhou)向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)坐標，lg表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)格(ge)(ge)(ge)(ge)架(jia)(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)寬(kuan)度(du)(du)，ws表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)格(ge)(ge)(ge)(ge)架(jia)(jia)(jia)沿著燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)棒(bang)(bang)(bang)(bang)軸(zhou)向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)滑移位(wei)移，we表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)棒(bang)(bang)(bang)(bang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軸(zhou)向(xiang)(xiang)變形(xing)量(liang)，wf表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)垂直(zhi)(zhi)于(yu)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)棒(bang)(bang)(bang)(bang)軸(zhou)向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)移，xf表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)沿著燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)棒(bang)(bang)(bang)(bang)軸(zhou)向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)坐標，af表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)棒(bang)(bang)(bang)(bang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)橫截(jie)面(mian)(mian)積，δθ表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)棒(bang)(bang)(bang)(bang)與格(ge)(ge)(ge)(ge)架(jia)(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)對(dui)轉(zhuan)角(jiao)(jiao)，θgt表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)格(ge)(ge)(ge)(ge)架(jia)(jia)(jia)一端的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)旋轉(zhuan)角(jiao)(jiao)度(du)(du)，wgt表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)導(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)橫向(xiang)(xiang)位(wei)移，xgt表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)沿導(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管(guan)軸(zhou)向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)坐標，agt表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)導(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)長度(du)(du)系數(shu)，lgt表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)導(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)長度(du)(du)，θg表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)格(ge)(ge)(ge)(ge)架(jia)(jia)(jia)另一端的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)旋轉(zhuan)角(jiao)(jiao)度(du)(du)，θf表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)棒(bang)(bang)(bang)(bang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)旋轉(zhuan)角(jiao)(jiao)度(du)(du)，ks表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)格(ge)(ge)(ge)(ge)架(jia)(jia)(jia)邊(bian)界等效剛(gang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)倒數(shu)，fs表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)棒(bang)(bang)(bang)(bang)對(dui)格(ge)(ge)(ge)(ge)架(jia)(jia)(jia)提供(gong)摩擦(ca)力，kf表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)棒(bang)(bang)(bang)(bang)等效軸(zhou)向(xiang)(xiang)剛(gang)度(du)(du)，kgt表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)導(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管(guan)等效軸(zhou)向(xiang)(xiang)剛(gang)度(du)(du)，ef表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)棒(bang)(bang)(bang)(bang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彈(dan)性模量(liang)，af表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)棒(bang)(bang)(bang)(bang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)橫截(jie)面(mian)(mian)積，egt表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)導(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彈(dan)性模量(liang)，agt表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)導(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)橫截(jie)面(mian)(mian)積，lf表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)棒(bang)(bang)(bang)(bang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)長度(du)(du)，mg表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)棒(bang)(bang)(bang)(bang)對(dui)格(ge)(ge)(ge)(ge)架(jia)(jia)(jia)提供(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彎(wan)矩，if表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)棒(bang)(bang)(bang)(bang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)截(jie)面(mian)(mian)慣性矩，km表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)格(ge)(ge)(ge)(ge)架(jia)(jia)(jia)與燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)棒(bang)(bang)(bang)(bang)之間相(xiang)對(dui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)旋轉(zhuan)剛(gang)度(du)(du)。

21、再進一步地，所(suo)述格架的控制方程(cheng)的表達(da)式(shi)如下：

22、

23、其(qi)中，eg表示(shi)格(ge)(ge)(ge)架(jia)的彈性(xing)模量，ig表示(shi)格(ge)(ge)(ge)架(jia)的截面慣性(xing)矩，wg表示(shi)垂直于(yu)格(ge)(ge)(ge)架(jia)軸(zhou)向的位移，xg表示(shi)沿格(ge)(ge)(ge)架(jia)軸(zhou)向的坐標，mg表示(shi)燃料棒對格(ge)(ge)(ge)架(jia)提供的彎(wan)矩，fs表示(shi)燃料棒對格(ge)(ge)(ge)架(jia)提供摩擦力，lg表示(shi)格(ge)(ge)(ge)架(jia)的長度(du)。

24、再(zai)進一(yi)步地，所(suo)述格(ge)架一(yi)端對導向管的(de)彎矩的(de)表(biao)達式如下：

25、

26、其中(zhong)，mgt表(biao)(biao)示作用在導向管(guan)上(shang)的(de)(de)彎矩(ju)與(yu)局部(bu)轉角(jiao)的(de)(de)關系(xi)，θgt表(biao)(biao)示格(ge)架(jia)(jia)一端的(de)(de)旋轉角(jiao)度，δθgt表(biao)(biao)示格(ge)架(jia)(jia)一端的(de)(de)邊界轉角(jiao)的(de)(de)變化，ws表(biao)(biao)示格(ge)架(jia)(jia)沿(yan)著燃料棒軸向的(de)(de)滑移位移，mg表(biao)(biao)示燃料棒對(dui)格(ge)架(jia)(jia)提供的(de)(de)彎矩(ju)，fs表(biao)(biao)示燃料棒對(dui)格(ge)架(jia)(jia)提供摩擦(ca)力(li)，lg表(biao)(biao)示格(ge)架(jia)(jia)的(de)(de)長(chang)度。

27、再進一步地，所述導向管的(de)動力學方(fang)程的(de)表達式如(ru)下：

28、

29、其中，xgt表(biao)示(shi)沿導(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管軸(zhou)向(xiang)(xiang)的坐標，egt表(biao)示(shi)導(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管的彈性模量，lgt表(biao)示(shi)導(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管的長度，wgt表(biao)示(shi)垂直于導(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管軸(zhou)向(xiang)(xiang)的位(wei)移，m和(he)m(xgt)均表(biao)示(shi)分(fen)布(bu)力偶，該分(fen)布(bu)力偶為導(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管的彎矩關于xgt的導(dao)(dao)數(shu)，p表(biao)示(shi)分(fen)布(bu)力。

30、再進一(yi)(yi)步(bu)地(di)，所述第一(yi)(yi)離散的線性方程組的表達式(shi)如下：

31、kq＝f

32、其中，k表示離散(san)(san)后的剛度矩陣，q表示離散(san)(san)變量(liang)，f表示離散(san)(san)后的外力(li)向(xiang)量(liang)。

33、再進一步地(di)，所述壓水堆(dui)燃(ran)料組件的(de)(de)動力學方程的(de)(de)表達式如下：

34、

35、

36、

37、

38、其中，ρ表(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)密度(du)，xgt表(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)沿導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管(guan)(guan)(guan)軸向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)坐標，wgt表(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)垂直于(yu)導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管(guan)(guan)(guan)軸向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)位移，t表(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)時刻(ke)，egt表(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)彈性模量，igt表(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)截面(mian)慣性矩，m(xgt)表(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)分(fen)(fen)布力偶(ou)，該分(fen)(fen)布力偶(ou)為導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)彎矩關(guan)于(yu)xgt的(de)(de)(de)(de)導(dao)(dao)(dao)數(shu)，p表(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)分(fen)(fen)布力，ρgt表(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管(guan)(guan)(guan)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)密度(du)，agt表(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)橫截面(mian)積，mf表(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)燃料(liao)棒的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量，δ表(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)狄(di)拉克(ke)函數(shu)，αgt表(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)長度(du)系數(shu)，lgt表(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)長度(du)，f0表(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)外激勵，ω表(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)外激勵頻率。

39、再進一步地，所述第二離(li)散(san)的線性(xing)方程的表達式(shi)如下：

40、

41、其中，m表(biao)(biao)(biao)示離(li)散(san)后(hou)的質量陣，k表(biao)(biao)(biao)示離(li)散(san)后(hou)的剛度矩(ju)陣，q表(biao)(biao)(biao)示離(li)散(san)變(bian)量，表(biao)(biao)(biao)示離(li)散(san)后(hou)的外力向量，表(biao)(biao)(biao)示對時間二階導。

42、本(ben)(ben)發(fa)明(ming)的(de)(de)(de)(de)有益(yi)效(xiao)果是：本(ben)(ben)發(fa)明(ming)通過獲取格(ge)架(jia)在(zai)未滑(hua)(hua)移和(he)(he)(he)正在(zai)滑(hua)(hua)移時的(de)(de)(de)(de)邊界條件，對格(ge)架(jia)的(de)(de)(de)(de)控制方(fang)程進行(xing)求(qiu)解，得(de)到(dao)格(ge)架(jia)一端對導向管(guan)的(de)(de)(de)(de)彎矩，再(zai)根據該彎矩通過得(de)到(dao)第(di)一離(li)散的(de)(de)(de)(de)線性(xing)方(fang)程組(zu)(zu)(zu)(zu)，得(de)到(dao)壓水(shui)(shui)堆(dui)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)組(zu)(zu)(zu)(zu)件的(de)(de)(de)(de)準靜態加載(zai)響應(ying)，并通過對壓水(shui)(shui)堆(dui)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)組(zu)(zu)(zu)(zu)件的(de)(de)(de)(de)動力(li)學(xue)方(fang)程求(qiu)解，得(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)第(di)二離(li)散的(de)(de)(de)(de)線性(xing)方(fang)程組(zu)(zu)(zu)(zu)，得(de)到(dao)壓水(shui)(shui)堆(dui)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)組(zu)(zu)(zu)(zu)件的(de)(de)(de)(de)動力(li)學(xue)響應(ying)。本(ben)(ben)發(fa)明(ming)通過上述(shu)設(she)計(ji)(ji)，能(neng)有效(xiao)地(di)模擬和(he)(he)(he)預測燃(ran)料(liao)(liao)(liao)組(zu)(zu)(zu)(zu)件的(de)(de)(de)(de)動力(li)學(xue)特性(xing)，本(ben)(ben)發(fa)明(ming)可(ke)以(yi)用于(yu)預測燃(ran)料(liao)(liao)(liao)組(zu)(zu)(zu)(zu)件在(zai)反應(ying)堆(dui)正常運行(xing)工況(kuang)和(he)(he)(he)事故工況(kuang)下的(de)(de)(de)(de)動力(li)學(xue)行(xing)為，為功能(neng)設(she)計(ji)(ji)和(he)(he)(he)安(an)全(quan)設(she)計(ji)(ji)提供依據和(he)(he)(he)基礎(chu)。本(ben)(ben)發(fa)明(ming)還(huan)可(ke)以(yi)對燃(ran)料(liao)(liao)(liao)組(zu)(zu)(zu)(zu)件在(zai)振動中產生的(de)(de)(de)(de)局(ju)部滑(hua)(hua)移進行(xing)預測，即可(ke)以(yi)預測燃(ran)料(liao)(liao)(liao)組(zu)(zu)(zu)(zu)件的(de)(de)(de)(de)磨損情況(kuang)，也為安(an)全(quan)和(he)(he)(he)壽命設(she)計(ji)(ji)提供了必要的(de)(de)(de)(de)理(li)論基礎(chu)。

技術特征：

1.一種壓水堆燃料組件非(fei)線性(xing)(xing)動力學特性(xing)(xing)的計算方法(fa)，其特征在于，包(bao)括以下(xia)步驟：

2.根(gen)據權利(li)要求1所述的(de)(de)壓水堆(dui)燃料組件非線(xian)性動力學特(te)性的(de)(de)計算方法，其特(te)征在(zai)于，所述步驟(zou)s1中格(ge)架在(zai)未滑(hua)移(yi)時的(de)(de)邊界條件的(de)(de)表達(da)式如下：

3.根據權(quan)利(li)要求1所(suo)述(shu)(shu)的(de)壓水堆燃料組件非線性動力學特性的(de)計算(suan)方法，其(qi)特征在于，所(suo)述(shu)(shu)格架的(de)控制(zhi)方程的(de)表達式如下：

4.根據(ju)權(quan)利要(yao)求1所(suo)(suo)述的壓水堆燃料組件非線性動力(li)學特性的計(ji)算(suan)方法，其特征在于(yu)，所(suo)(suo)述格架一端對導向(xiang)管的彎矩的表達(da)式如(ru)下(xia)：

5.根據權利要求(qiu)1所述的(de)(de)壓水堆燃料組(zu)件非線性動力學(xue)特性的(de)(de)計(ji)算(suan)方法，其特征在于，所述導(dao)向管的(de)(de)動力學(xue)方程的(de)(de)表達式如(ru)下：

6.根據權(quan)利要求1所(suo)述的壓(ya)水(shui)堆燃(ran)料組(zu)件非線(xian)性動力(li)學特性的計算方(fang)法，其特征在于，所(suo)述第(di)一離散的線(xian)性方(fang)程組(zu)的表達(da)式如(ru)下：

7.根據權(quan)利要求1所(suo)述(shu)的壓(ya)水堆燃料(liao)組件(jian)(jian)非(fei)線性(xing)動力學(xue)特(te)性(xing)的計(ji)算方法，其特(te)征在于，所(suo)述(shu)壓(ya)水堆燃料(liao)組件(jian)(jian)的動力學(xue)方程的表達式如(ru)下：

8.根(gen)據權利要求1所述的(de)壓水堆燃料組(zu)件非線性(xing)(xing)動力(li)學特性(xing)(xing)的(de)計(ji)算方法，其特征在(zai)于，所述第(di)二離散的(de)線性(xing)(xing)方程的(de)表達式如下：

技術總結
本發明提供了一種壓水堆燃料組件非線性動力學特性的計算方法，屬于核電技術領域，包括：得到格架在未滑移時和正在滑移時的邊界條件；進行建模，得到格架的控制方程；對格架的控制方程進行求解，得到格架一端對導向管的彎矩；構建導向管的動力學方程；利用模態疊加法得到第一離散的線性方程組；計算得到壓水堆燃料組件的準靜態加載響應；對壓水堆燃料組件的動力學方程進行離散處理，得到第二離散的線性方程組；對第二離散的線性方程組進行求解，得到壓水堆燃料組件的動力學響應。本發明解決了燃料組件高精度非線性動力學建模的問題。

技術研發人員：陳克非,李鵬,楊翊仁
受保護的技術使用者：西南交通大學
技術研發日：
技術公布日：2024/8/1