[发明专利]温度场下格架动态屈曲一体化试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于核能发电燃料组件的格架的试验装置，尤其涉及一种温度场下格架动态屈曲一体化试验装置。

背景技术

燃料组件是核能发电中的一个关键部件。格架是燃料组件的组成部分，是支撑燃料棒及导向管的一个薄壁框架结构件。

屈曲试验是用于屈曲分析即研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷的试验，屈曲分析包括：线性屈曲和非线性屈曲分析，线性屈曲分析可以考虑固定的预载荷，也可使用惯性释放；非线性屈曲分析包括几何非线性失稳分析、弹塑性失稳分析、非线性后屈曲分析。

动态屈曲试验是一种基于动态屈曲分析的试验，是一种对运动中的试件进行数据采集和分析的试验。对于格架而言，一般未做动态屈曲试验，也有少部分会做，一般采用落锤或者霍布金森杆的形式实现，但这种传统的试验装置无法同时实现低速高能量和温度环境下的动态屈曲测试，更无法完成热态与冷态两种工况的格架动态屈曲试验。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能够实现低速高能量和温度环境下的动态屈曲测试的温度场下格架动态屈曲一体化试验装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种温度场下格架动态屈曲一体化试验装置，包括悬挂支架、悬挂连杆、冲击锤、可移动式温控箱和格架安装架，相互平行的两根所述悬挂连杆的上端通过连接轴可旋转安装于所述悬挂支架的顶部，其中一根所述悬挂连杆的上端对应的连接轴为测角轴，所述测角轴上安装有用于测量对应的所述悬挂连杆的旋转角度的测角编码器，所述冲击锤包括锤体和冲击头，两根所述悬挂连杆的下端与所述冲击锤的锤体可旋转连接，用于安装格架的所述格架安装架置于能够横向移动并实现温控的所述可移动式温控箱内，所述可移动式温控箱的箱壁上设有箱门，所述冲击锤的冲击头对准所述格架安装架。

上述结构中，悬挂支架用于安装悬挂连杆；悬挂连杆用于安装冲击锤，并使冲击锤可旋转运动，以对格架实施冲击；冲击锤用于对格架实施冲击；可移动式温控箱用于为格架提供温度可调的试验环境，其可移动功能主要用于方便格架的安装和拆卸，可移动式温控箱的箱门在冲击锤冲击前关闭，以便于温控，要冲击时打开，然后快速让冲击锤冲击格架；可移动式温控箱的具体结构采用常规技术即能实现，其具体内部温控结构不在本文具体说明；格架安装架用于安装格架，并承受冲击锤的冲击力；测角编码器用于对测角轴进行旋转角度测量，从而实现对悬挂连杆和冲击锤旋转角度的测量，实现相关试验数据的采集。

为了便于对冲击锤的旋转运动进行辅助操作，所述悬挂支架的顶部设有向一侧外凸的安装柱，两根所述悬挂连杆的上端安装于所述安装柱上并在所述冲击锤的运动方向并列排列。

为了便于快速改变冲击锤的重量并全面获取冲击锤的冲击参数，所述冲击锤的锤体上套装有配重块，所述冲击锤的冲击头与锤体的前端之间安装有力传感器，所述冲击锤的锤体上还安装有加速度传感器和位移传感器，所述力传感器的信号输出端、所述加速度传感器的信号输出端和所述位移传感器的信号输出端分别与信号采集器的输入端连接。

具体地，所述可移动式温控箱安装于水平移动导轨上，所述水平移动导轨安装于温控箱安装架上，所述可移动式温控箱远离所述冲击锤的一侧设有冲击座，所述格架安装架通过水平连杆安装于所述冲击座上，所述水平连杆穿过所述可移动式温控箱的箱壁。

进一步，所述一体化试验装置还包括定位支架，所述定位支架置于所述冲击锤的下方，所述定位支架上安装有定位块，所述定位块包括支撑架、锁舌和拉杆，所述锁舌安装于所述拉杆的上端，所述拉杆的下端穿过所述支撑架，所述拉杆的下段外套装有用于使锁舌向上复位的复位弹簧，所述支撑架安装于所述定位支架上，所述冲击锤的锤体后端设有挂钩，所述冲击锤与所述定位块之间通过所述挂钩和所述锁舌实现临时定位和释放。上述定位支架为定位块提供安装基础，定位块的锁舌的斜面面向冲击锤，当冲击锤在外力作用下向远离格架安装架的方向旋转一定角度后，冲击锤上的挂钩压下锁舌并越过锁舌，然后在复位弹簧的作用下，锁舌会向上移动复位，松开冲击锤后，冲击锤上的挂钩会被锁舌挡住而实现临时定位，为冲击作好准备；确定开始冲击后，只需用手向下拉拉杆，使锁舌向下移动直到挂钩脱离锁舌的阻挡，此时冲击锤在其自重下开始旋转并穿过可移动式温控箱，对安装在格架安装架上的格架进行冲击。

为了便于调节定位块与冲击锤之间的间距，所述定位支架上设有倾斜的限位槽，所述定位块的支撑架安装于所述限位槽内并能够在所述限位槽内移动和定位。