燃料組件綜合力學(xué)性能試驗(yàn)裝置及其實(shí)驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了燃料組件綜合力學(xué)性能試驗(yàn)裝置及其實(shí)驗(yàn)方法，燃料組件綜合力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，包括水平支撐臺(tái)（9）和放置在水平支撐臺(tái)（9）上的豎直支撐臺(tái)（10）；水平支撐臺(tái)（9）上安裝有底座（3），底座（3）上安裝有至少3根軸線垂直于水平支撐臺(tái)（9）上表面的加載立柱（8），底座（3）上安裝有至少2根軸線垂直于水平支撐臺(tái)（9）上表面的測(cè)量立柱（2）；底座（3）上方設(shè)置有加載頂板（1），加載頂板（1）通過連接件與豎直支撐臺(tái)連接，加載立柱（8）遠(yuǎn)離底座（3）的一端貫穿加載頂板（1）。本發(fā)明的效果在于：能夠?qū)崿F(xiàn)一次安裝，完成多種試驗(yàn)。裝置安裝操作方便、易于拆卸，試驗(yàn)步驟少。
【專利說(shuō)明】燃料組件綜合力學(xué)性能試驗(yàn)裝置及其實(shí)驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃料組件綜合力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，具體涉及一種采用了四立柱型承載框架結(jié)構(gòu)可用于燃料組件力學(xué)性能試驗(yàn)的裝置。該裝置可用于反應(yīng)堆燃料組件的拉、壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲、跌落和撞墻反彈等力學(xué)性能試驗(yàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]核電站反應(yīng)堆燃料組件是由燃料棒、上管座部件、下管座部件、端部格架、攪混格架部件、導(dǎo)向管部件、通量測(cè)量管等構(gòu)成，燃料組件上有多層定位格架，定位格架焊接在導(dǎo)向管上，通過內(nèi)部的彈簧將燃料棒固定，形成燃料組件。燃料組件的力學(xué)性能直接關(guān)系著燃料組件的完整性和安全性，按照相關(guān)核安全法規(guī)，對(duì)新設(shè)計(jì)的燃料組件必須進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。試驗(yàn)裝置必須能夠進(jìn)行燃料組件的拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、彎曲(兩種邊界條件)、跌落和撞墻反彈等綜合力學(xué)性能試驗(yàn)，測(cè)量燃料組件的拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、彎曲剛度、極限承載能力等關(guān)鍵力學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)燃料組件的力學(xué)性能綜合試驗(yàn)和評(píng)價(jià)，該裝置還必須滿足以同一個(gè)試驗(yàn)裝置滿足上述所有的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，以達(dá)到節(jié)約成本的目的和測(cè)試準(zhǔn)確性的目的。
[0003]從目前的專利查新來(lái)看，還未有關(guān)于燃料組件綜合力學(xué)性能試驗(yàn)裝置的相關(guān)專利，從國(guó)內(nèi)外公開發(fā)表的文獻(xiàn)來(lái)看，也沒有燃料組件綜合力學(xué)性能試驗(yàn)裝置的描述。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供燃料組件綜合力學(xué)性能試驗(yàn)裝置及其實(shí)驗(yàn)方法，以滿足燃料組件力學(xué)性能試驗(yàn)需要。
[0005]本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方案如下:燃料組件綜合力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，包括水平支撐臺(tái)和放置在水平支撐臺(tái)上的豎直支撐臺(tái)；水平支撐臺(tái)上安裝有底座，底座上安裝有至少3根軸線垂直于水平支撐臺(tái)上表面的加載立柱，底座上安裝有至少2根軸線垂直于水平支撐臺(tái)上表面的測(cè)量立柱；底座上方設(shè)置有加載頂板，加載頂板通過連接件與豎直支撐臺(tái)連接，加載立柱遠(yuǎn)離底座的一端貫穿加載頂板，加載頂板開有被測(cè)燃料組件安放通孔。
[0006]本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理為:本發(fā)明根據(jù)被測(cè)燃料組件的大小、形狀等特點(diǎn)特設(shè)置成上述裝置，其中加載立柱作為承重的最主要本體，在實(shí)驗(yàn)中起到穩(wěn)定整個(gè)裝置的目的。由于被測(cè)燃料組件的形狀為長(zhǎng)條形狀，因此特采用柱體的加載立柱插設(shè)在底座上，陣列在被測(cè)燃料組件四周，起到圍合被測(cè)燃料組件目的，在實(shí)驗(yàn)中加載實(shí)驗(yàn)機(jī)具的目的，一般加載立柱的數(shù)目為3個(gè)或4或5個(gè)或6個(gè)，優(yōu)選4個(gè)加載立柱或6個(gè)加載立柱。水平支撐臺(tái)和豎直支撐臺(tái)優(yōu)選為混凝土鑄造的平臺(tái)或鋼鑄件平臺(tái)。底座為固定被測(cè)燃料組件的工裝，可以根據(jù)被測(cè)燃料組件的不同而設(shè)置成不同形式的底座，這樣可便于測(cè)試不同的被測(cè)燃料組件。加載頂板起到對(duì)加載立柱遠(yuǎn)離底座一端的穩(wěn)定，通過加載頂板的限位穩(wěn)固加載立柱，使得加載立柱遠(yuǎn)離底座一端不會(huì)造成晃動(dòng)，以此保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0007]本發(fā)明以上述設(shè)置的底座和加載頂板以及設(shè)置在底座和加載頂板之間的加載立柱構(gòu)成多功能承載框架，多功能承載框架將被測(cè)燃料組件圍合在其內(nèi)部，然后利用水平支撐臺(tái)穩(wěn)固多功能承載框架的底座，同時(shí)利用豎直支撐臺(tái)穩(wěn)固多功能承載框架的加載頂板，使得整個(gè)多功能承載框架設(shè)置在穩(wěn)定的環(huán)境中，這樣使得測(cè)試時(shí)，避免多功能承載框架晃動(dòng)而造成測(cè)試數(shù)據(jù)失準(zhǔn)。同時(shí)，本發(fā)明還設(shè)置有用于測(cè)試數(shù)據(jù)的測(cè)量立柱。相鄰測(cè)量立柱之間設(shè)置有限位裝置，限位裝置與測(cè)量立柱連接。傳感器固定在限位裝置上，測(cè)量被測(cè)燃料組件在受力情況下發(fā)生的形變指數(shù)。測(cè)量立柱與多功能承載框架互為獨(dú)立個(gè)體，因此加載產(chǎn)生的微小變形也不會(huì)影響位移測(cè)量，保障測(cè)量精度。
[0008]底座上安裝有軸線垂直于水平支撐臺(tái)上表面的調(diào)位立柱，調(diào)位立柱包括套接的頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A和頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B，頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A —端與底座連接，頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A的另一端插入頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B內(nèi)部，且頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B與加載頂板連接。
[0009]為了適應(yīng)不同長(zhǎng)度尺寸的被測(cè)燃料組件，本發(fā)明還設(shè)置有調(diào)位立柱，調(diào)位立柱和其他輔助件構(gòu)成頂板調(diào)節(jié)鎖緊系統(tǒng)，幫助調(diào)節(jié)加載頂板的高度，以適應(yīng)不同長(zhǎng)度尺寸的被測(cè)燃料組件。其設(shè)計(jì)原理為:利用套接的頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A和頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B，以此來(lái)調(diào)節(jié)頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A和頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B的相對(duì)位置，由于頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A —端與底座連接，因此調(diào)節(jié)了調(diào)節(jié)頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A和頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B的相對(duì)位置勢(shì)必由于頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B與加載頂板連接，從而調(diào)整加載頂板的相對(duì)高度。例如:對(duì)較高被測(cè)燃料組件，調(diào)整調(diào)節(jié)頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A和頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B的相對(duì)位置，使得頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B上移，此時(shí)也帶動(dòng)加載頂板上移，當(dāng)上移到位后，采用鎖緊結(jié)構(gòu)鎖緊活動(dòng)部位，即可。同理，當(dāng)被測(cè)燃料組件變短時(shí)，調(diào)整調(diào)節(jié)頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A和頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B的相對(duì)位置，使得頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B下移，此時(shí)也帶動(dòng)加載頂板下移，當(dāng)下移到位后，采用鎖緊結(jié)構(gòu)鎖緊活動(dòng)部位，即可。
[0010]水平支撐臺(tái)和豎直支撐臺(tái)均開有若干定位通孔。為了配合加載頂板的位置調(diào)整，本發(fā)明特將豎直支撐臺(tái)設(shè)成具有若干定位通孔的工件。在調(diào)整加載頂板的位置后，可以調(diào)整加載頂板的連接件與定位通孔的連接，以滿足豎直支撐臺(tái)繼續(xù)支持加載頂板的目的，同理，由于本裝置需要對(duì)被測(cè)燃料組件進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，因此一般需要加載水平加載機(jī)構(gòu)，水平加載機(jī)構(gòu)也可以安裝到定位通孔，為了配合不同高度的被測(cè)燃料組件，因此定位通孔也可以配合水平加載機(jī)構(gòu)的安裝。同時(shí)，由于水平加載機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)大小也存在差異，為了適應(yīng)不同大小的水平加載機(jī)構(gòu)，本發(fā)明中的水平支撐臺(tái)也開有若干定位通孔，這樣可以調(diào)整多功能承載框架距離豎直支撐臺(tái)的距離，以適應(yīng)不同大小的水平加載機(jī)構(gòu)。
[0011]對(duì)于上述裝置，本發(fā)明以上述裝置為基礎(chǔ)，根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)，需要配給不同的驅(qū)動(dòng)裝置，一般被測(cè)燃料組件的實(shí)驗(yàn)包括組件拉伸壓縮試驗(yàn)、組件扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)、組件彎曲試驗(yàn)、組件跌落試驗(yàn)、撞墻反彈試驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，在上述裝置的基礎(chǔ)上，可以根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)需求，設(shè)置合理的驅(qū)動(dòng)裝置和合理的數(shù)據(jù)測(cè)定器件。
[0012]為了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)具體如下:
實(shí)驗(yàn)方法，包括組件拉伸壓縮試驗(yàn)，其具體實(shí)驗(yàn)步驟為:
Al、將被測(cè)燃料組件通過被測(cè)燃料組件安放通孔垂直吊入，被測(cè)燃料組件下端與底座上固定好后，再將垂向加載機(jī)構(gòu)從加載頂板上方安裝到位，被測(cè)燃料組件的上端與垂向加載機(jī)構(gòu)的輸出端連接；
B1、通過垂向加載機(jī)構(gòu)對(duì)被測(cè)燃料組件施加拉伸載荷或壓縮載荷，同時(shí)測(cè)量被測(cè)燃料組件的垂向變形指數(shù)、側(cè)向變形指數(shù)，并繪制組件拉伸變形曲線或組件壓縮變形曲線，根據(jù)繪制好的組件拉力變形曲線或組件壓力變形曲線計(jì)算出曲線斜率，根據(jù)曲線斜率確定被測(cè)燃料組件的拉剛度或壓剛度；其中，當(dāng)組件發(fā)生失穩(wěn)時(shí)，停止實(shí)驗(yàn)，失穩(wěn)時(shí)的載荷為臨界失穩(wěn)載荷。
[0013]該實(shí)驗(yàn)為拉伸壓縮試驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)原理為:以上述裝置為基礎(chǔ)，在該裝置上加載垂向加載機(jī)構(gòu)，垂向加載機(jī)構(gòu)作為對(duì)被測(cè)燃料組件輸出力的重要組件，由于測(cè)試的是被測(cè)燃料組件軸線方向的拉伸或壓縮實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此垂向加載機(jī)構(gòu)優(yōu)選設(shè)置在加載頂板，這也是為什么采用加載頂板而不采用其他的限位固定方式，以加載頂板為固定方式，可以起到較高的載荷值，保證垂向加載機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性。在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，還需要設(shè)各自對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)需求的傳感器件，由于測(cè)試需求根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求而定，傳感器件的采用種類和數(shù)量以及位置，不在贅述，以具體的實(shí)驗(yàn)要求為準(zhǔn)。
[0014]所述的實(shí)驗(yàn)方法，還包括組件扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，其具體實(shí)驗(yàn)步驟為:
A2、將被測(cè)燃料組件通過被測(cè)燃料組件安放通孔垂直吊入，被測(cè)燃料組件下端與底座固定好后，再將扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)安裝到加載頂板上，被測(cè)燃料組件的上端與扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)的輸出端連接；
B2、通過扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)對(duì)被測(cè)燃料組件施加扭轉(zhuǎn)力，同時(shí)測(cè)量被測(cè)燃料組件的轉(zhuǎn)動(dòng)角度、側(cè)向變形指數(shù)，繪制組件扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)角度曲線，根據(jù)繪制好的組件扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)角度曲線計(jì)算出曲線斜率，根據(jù)曲線斜率確定被測(cè)燃料組件的扭轉(zhuǎn)剛度。
[0015]該實(shí)驗(yàn)為扭轉(zhuǎn)試驗(yàn),其實(shí)驗(yàn)原理為:扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)工作，垂向加載機(jī)構(gòu)提供一定的垂向載荷，水平加載機(jī)構(gòu)不工作。同理，因此扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)優(yōu)選設(shè)置在加載頂板，這也是為什么采用加載頂板而不采用其他的限位固定方式，以加載頂板為固定方式，可以起到較高的載荷值，保證扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時(shí)也保證被測(cè)燃料組件在實(shí)驗(yàn)過程中的穩(wěn)定性。在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，還需要設(shè)各自對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)需求的傳感器件，由于測(cè)試需求根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求而定，傳感器件的采用種類和數(shù)量以及位置，不在贅述，以具體的實(shí)驗(yàn)要求為準(zhǔn)。
[0016]所述的實(shí)驗(yàn)方法，還包括組件彎曲試驗(yàn)，組件彎曲試驗(yàn)分為中部受載彎曲實(shí)驗(yàn)和上端部受載彎曲實(shí)驗(yàn)，
中部受載彎曲實(shí)驗(yàn)時(shí)，其具體實(shí)驗(yàn)步驟為:
A3、將被測(cè)燃料組件通過被測(cè)燃料組件安放通孔垂直吊入，被測(cè)燃料組件下端與底座固定好后，再將垂向加載機(jī)構(gòu)從加載頂板上方安裝到位，被測(cè)燃料組件的上端與垂向加載機(jī)構(gòu)的輸出端連接，取水平加載機(jī)構(gòu)通過定位通孔安裝在豎直支撐臺(tái)上，按照試驗(yàn)要求將水平加載機(jī)構(gòu)調(diào)整到被測(cè)燃料組件的中部位置，使得水平加載機(jī)構(gòu)的輸出端對(duì)準(zhǔn)被測(cè)燃料組件的中部位置；
B3、通過水平加載機(jī)構(gòu)對(duì)被測(cè)燃料組件中部施加載荷，并測(cè)量被測(cè)燃料組件的變形指數(shù)，繪制組件力變形曲線，由組件力變形曲線的曲線斜率確定其彎曲剛度；
上端部受載彎曲實(shí)驗(yàn)時(shí)，其具體實(shí)驗(yàn)步驟為:
A4、將被測(cè)燃料組件通過被測(cè)燃料組件安放通孔垂直吊入，被測(cè)燃料組件下端與底座剛性連接，取水平加載機(jī)構(gòu)通過定位通孔安裝在豎直支撐臺(tái)上，按照試驗(yàn)要求將水平加載機(jī)構(gòu)調(diào)整到被測(cè)燃料組件的上端部位置，使得水平加載機(jī)構(gòu)的輸出端對(duì)準(zhǔn)被測(cè)燃料組件的上端部位置；
B4、通過水平加載機(jī)構(gòu)對(duì)被測(cè)燃料組件上端部施加載荷，并測(cè)量被測(cè)燃料組件的變形指數(shù)，繪制組件力變形曲線，由組件力變形曲線的曲線斜率確定其彎曲剛度。
[0017]根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，本組件彎曲試驗(yàn)分為中部受載彎曲實(shí)驗(yàn)和上端部受載彎曲實(shí)驗(yàn)，因此，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，被測(cè)燃料組件的受力位置不同，因此水平加載機(jī)構(gòu)的位置也會(huì)做出相應(yīng)的調(diào)整，因此，為了配合水平加載機(jī)構(gòu)的位置調(diào)整，豎直支撐臺(tái)均開有若干定位通孔。上端部受載彎曲實(shí)驗(yàn)時(shí)，垂向加載機(jī)構(gòu)被拆下或垂向加載機(jī)構(gòu)不對(duì)被測(cè)燃料組件施加正常載荷。在中部受載彎曲實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要垂向加載機(jī)構(gòu)對(duì)被測(cè)燃料組件施加載荷，滿足試驗(yàn)要求。由于測(cè)試需求根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求而定，傳感器件的采用種類和數(shù)量以及位置，不在贅述，以具體的實(shí)驗(yàn)要求為準(zhǔn)。
[0018]所述的實(shí)驗(yàn)方法，還包括組件跌落試驗(yàn)，其具體實(shí)驗(yàn)步驟為:
A5、將沖擊力傳感器安裝在底座上，將被測(cè)燃料組件通過被測(cè)燃料組件安放通孔垂直吊入，垂向加載機(jī)構(gòu)安裝到加載頂板，將組件釋放機(jī)構(gòu)安裝在垂向加載機(jī)構(gòu)的輸出端，組件釋放機(jī)構(gòu)與被測(cè)燃料組件的上端部連接；
B5、利用垂向加載機(jī)構(gòu)將被測(cè)燃料組件提升到預(yù)定高度，組件釋放機(jī)構(gòu)釋放被測(cè)燃料組件，被測(cè)燃料組件下跌并與沖擊力傳感器撞擊，由沖擊力傳感器測(cè)量被測(cè)燃料組件跌落時(shí)的碰撞力。
[0019]在上述實(shí)驗(yàn)中，在組裝被測(cè)燃料組件時(shí)，被測(cè)燃料組件下端可事先放置在沖擊力傳感器上，利用垂向加載機(jī)構(gòu)將被測(cè)燃料組件提升到預(yù)定高度的方法可以是:通過調(diào)整頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A和頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B的相對(duì)位置，從而使得垂向加載機(jī)構(gòu)將被測(cè)燃料組件提升到預(yù)定高度。也可以直接抬升垂向加載機(jī)構(gòu)的高度，使得垂向加載機(jī)構(gòu)直接提升被測(cè)燃料組件到預(yù)定高度。組件釋放機(jī)構(gòu)釋放后，被測(cè)燃料組件做自由落體運(yùn)動(dòng)，然后撞擊沖擊力傳感器，由沖擊力傳感器測(cè)定被測(cè)數(shù)據(jù)。由于測(cè)試需求根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求而定，傳感器件的采用種類和數(shù)量以及位置，不在贅述，以具體的實(shí)驗(yàn)要求為準(zhǔn)。
[0020]所述的實(shí)驗(yàn)方法，還包括撞墻反彈試驗(yàn)，其具體實(shí)驗(yàn)步驟為:
A6、將被測(cè)燃料組件通過被測(cè)燃料組件安放通孔垂直吊入，被測(cè)燃料組件下端直接放置在底座上，再將垂向加載機(jī)構(gòu)從加載頂板上方安裝到位，被測(cè)燃料組件的上端與垂向加載機(jī)構(gòu)的輸出端連接；取水平加載機(jī)構(gòu)通過定位通孔安裝在豎直支撐臺(tái)上，按照試驗(yàn)要求將水平加載機(jī)構(gòu)調(diào)整到被測(cè)燃料組件的中部位置，使得水平加載機(jī)構(gòu)的輸出端對(duì)準(zhǔn)被測(cè)燃料組件的中部位置，水平加載機(jī)構(gòu)的輸出端通過組件釋放機(jī)構(gòu)與被測(cè)燃料組件的中部位置連接；豎直支撐臺(tái)上還安裝有剛性支撐，剛性支撐遠(yuǎn)離豎直支撐臺(tái)的一端還設(shè)置有與水平加載機(jī)構(gòu)位于同一高度的撞擊力傳感器，撞擊力傳感器位于被測(cè)燃料組件遠(yuǎn)離水平加載機(jī)構(gòu)的一側(cè)；
B6、利用垂向加載機(jī)構(gòu)對(duì)被測(cè)燃料組件施加正常工作時(shí)的壓緊力，由水平加載機(jī)構(gòu)對(duì)被測(cè)燃料組件施加位移量，然后組件釋放機(jī)構(gòu)斷開與被測(cè)燃料組件的連接，從而釋放被測(cè)燃料組件，使被測(cè)燃料組件與剛性支撐碰撞，由撞擊力傳感器測(cè)量被測(cè)燃料組件的碰撞力。
[0021]在上述實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)水平加載機(jī)構(gòu)對(duì)被測(cè)燃料組件施加變形位移量，組件釋放機(jī)構(gòu)釋放后，被測(cè)燃料組件彈射而出，然后沖擊撞擊力傳感器，剛性支撐模擬墻面，由撞擊力傳感器測(cè)定被測(cè)數(shù)據(jù)。由于測(cè)試需求根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求而定，傳感器件的采用種類和數(shù)量以及位置，不在贅述，以具體的實(shí)驗(yàn)要求為準(zhǔn)。
[0022]被測(cè)燃料組件的軸線與加載頂板頂面垂直。被測(cè)燃料組件吊入前裝置垂直、對(duì)中已調(diào)整。組件吊入后，可做微調(diào)或不調(diào)整。
[0023]本發(fā)明的效果在于:a.可進(jìn)行燃料組件拉、壓、彎、扭、跌落、撞墻試驗(yàn)；b.能夠?qū)崿F(xiàn)一次安裝，完成多種試驗(yàn)。c.裝置安裝操作方便、易于拆卸，試驗(yàn)步驟少。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為組件扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2為組件扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)的正視結(jié)構(gòu)示意圖
圖3為上端部受載彎曲實(shí)驗(yàn)時(shí)的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4為組件跌落試驗(yàn)時(shí)的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖5為撞墻反彈試驗(yàn)時(shí)的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中的附圖標(biāo)記為:1、加載頂板；2、測(cè)量立柱；3、底座；4、被測(cè)燃料組件；5、垂向加載機(jī)構(gòu)；6、扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)；7、水平加載機(jī)構(gòu)；8、加載立柱；9、水平支撐臺(tái)；10、豎直支撐臺(tái)；21、限位裝置；51、組件釋放機(jī)構(gòu)；52、沖擊力傳感器；53、撞擊力傳感器；54、剛性支撐；81、頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A ;82、頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B。
【具體實(shí)施方式】
[0029]實(shí)施例1
如圖1至圖5所示。
[0030]燃料組件綜合力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，包括水平支撐臺(tái)9和放置在水平支撐臺(tái)9上的豎直支撐臺(tái)10 ;水平支撐臺(tái)9上安裝有底座3，底座3上安裝有至少3根軸線垂直于水平支撐臺(tái)9上表面的加載立柱8，底座3上安裝有至少2根軸線垂直于水平支撐臺(tái)9上表面的測(cè)量立柱2 ;底座3上方設(shè)置有加載頂板I，加載頂板I通過連接件與豎直支撐臺(tái)連接，加載立柱8遠(yuǎn)離底座3的一端貫穿加載頂板I,加載頂板I開有被測(cè)燃料組件安放通孔。
[0031]本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理為:本發(fā)明根據(jù)被測(cè)燃料組件的大小、形狀等特點(diǎn)特設(shè)置成上述裝置，其中加載立柱8作為承重的最主要本體，在實(shí)驗(yàn)中起到穩(wěn)定整個(gè)裝置的目的。由于被測(cè)燃料組件的形狀為長(zhǎng)條形狀，因此特采用柱體的加載立柱8插設(shè)在底座3上，陣列在被測(cè)燃料組件四周，起到圍合被測(cè)燃料組件目的，在實(shí)驗(yàn)中加載實(shí)驗(yàn)機(jī)具的目的，一般加載立柱的數(shù)目為3個(gè)或4或5個(gè)或6個(gè)，優(yōu)選4個(gè)加載立柱或6個(gè)加載立柱。水平支撐臺(tái)9和豎直支撐臺(tái)10優(yōu)選為混凝土鑄造的平臺(tái)或鋼鑄件平臺(tái)。底座3為固定被測(cè)燃料組件的工裝，可以根據(jù)被測(cè)燃料組件的不同而設(shè)置成不同形式的底座，這樣可便于測(cè)試不同的被測(cè)燃料組件。加載頂板I起到對(duì)加載立柱遠(yuǎn)離底座3 —端的穩(wěn)定，通過加載頂板的限位穩(wěn)固加載立柱，使得加載立柱遠(yuǎn)離底座3 —端不會(huì)造成晃動(dòng)，以此保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0032]本發(fā)明以上述設(shè)置的底座3和加載頂板以及設(shè)置在底座3和加載頂板之間的加載立柱構(gòu)成多功能承載框架，多功能承載框架將被測(cè)燃料組件圍合在其內(nèi)部，然后利用水平支撐臺(tái)9穩(wěn)固多功能承載框架的底座3，同時(shí)利用豎直支撐臺(tái)10穩(wěn)固多功能承載框架的加載頂板，使得整個(gè)多功能承載框架設(shè)置在穩(wěn)定的環(huán)境中，這樣使得測(cè)試時(shí)，避免多功能承載框架晃動(dòng)而造成測(cè)試數(shù)據(jù)失準(zhǔn)。同時(shí)，本發(fā)明還設(shè)置有用于測(cè)試數(shù)據(jù)的測(cè)量立柱2。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，以測(cè)量立柱2作為觀測(cè)點(diǎn)，使得能夠輕易的觀察被測(cè)燃料組件在受力情況下發(fā)生的形變指數(shù)。測(cè)量立柱與多功能承載框架互為獨(dú)立個(gè)體，因此加載產(chǎn)生的微小變形也不會(huì)影響位移測(cè)量，保障測(cè)量精度。
[0033]相鄰測(cè)量立柱2之間設(shè)置有限位裝置21，限位裝置21與測(cè)量立柱2連接。限位裝置21可以安裝固定傳感器。
[0034]底座3上安裝有軸線垂直于水平支撐臺(tái)9上表面的調(diào)位立柱，調(diào)位立柱包括套接的頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A81和頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B82，頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A81 —端與底座3連接，頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A81的另一端插入頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B82內(nèi)部，且頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B82與加載頂板I連接。
[0035]為了適應(yīng)不同長(zhǎng)度尺寸的被測(cè)燃料組件，本發(fā)明還設(shè)置有調(diào)位立柱，調(diào)位立柱和其他輔助件構(gòu)成頂板調(diào)節(jié)鎖緊系統(tǒng)，幫助調(diào)節(jié)加載頂板的高度，以適應(yīng)不同長(zhǎng)度尺寸的被測(cè)燃料組件。其設(shè)計(jì)原理為:利用套接的頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A81和頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B82，以此來(lái)調(diào)節(jié)頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A81和頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B82的相對(duì)位置，由于頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A81一端與底座3連接，由于頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B82與加載頂板I連接，因此調(diào)節(jié)了調(diào)節(jié)頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A81和頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B82的相對(duì)位置，從而調(diào)整加載頂板I的相對(duì)高度。例如:當(dāng)被測(cè)燃料組件較高時(shí)，調(diào)整調(diào)節(jié)頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A81和頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B82的相對(duì)位置，使得頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B82上移，此時(shí)也帶動(dòng)加載頂板I上移，當(dāng)上移到位后，采用鎖緊結(jié)構(gòu)鎖緊活動(dòng)部位，即可。同理，當(dāng)被測(cè)燃料組件較矮時(shí)，調(diào)整調(diào)節(jié)頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A81和頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B82的相對(duì)位置，使得頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B82下移，此時(shí)也帶動(dòng)加載頂板I下移，當(dāng)下移到位后，采用鎖緊結(jié)構(gòu)鎖緊活動(dòng)部位，即可。
[0036]水平支撐臺(tái)9和豎直支撐臺(tái)10均開有若干定位通孔。為了配合加載頂板I的位置調(diào)整，本發(fā)明特將豎直支撐臺(tái)10設(shè)成具有若干定位通孔的工件。在調(diào)整加載頂板I的位置后，可以調(diào)整加載頂板I的連接件與定位通孔的連接，以滿足豎直支撐臺(tái)10繼續(xù)支持加載頂板I的目的，同理，由于本裝置需要對(duì)被測(cè)燃料組件進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，因此一般需要加載水平加載機(jī)構(gòu)，水平加載機(jī)構(gòu)也可以安裝到定位通孔，為了配合不同高度的被測(cè)燃料組件，因此定位通孔也可以配合水平加載機(jī)構(gòu)的安裝。同時(shí)，由于水平加載機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)大小也存在差異，為了適應(yīng)不同大小的水平加載機(jī)構(gòu)，本發(fā)明中的水平支撐臺(tái)9也開有若干定位通孔，這樣可以調(diào)整多功能承載框架距離豎直支撐臺(tái)10的距離，以適應(yīng)不同大小的水平加載機(jī)構(gòu)。
[0037]對(duì)于上述裝置，本發(fā)明以上述裝置為基礎(chǔ)，根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)，需要配給不同的驅(qū)動(dòng)裝置，一般被測(cè)燃料組件的實(shí)驗(yàn)包括組件拉伸壓縮試驗(yàn)、組件扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)、組件彎曲試驗(yàn)、組件跌落試驗(yàn)、撞墻反彈試驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，在上述裝置的基礎(chǔ)上，可以根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)需求，設(shè)置合理的驅(qū)動(dòng)裝置和合理的數(shù)據(jù)測(cè)定儀表。
[0038]一般的，本裝置分為多功能承載框架、測(cè)量立柱、加載機(jī)構(gòu)、控制器、相應(yīng)燃料組件夾具、測(cè)量傳感器等組成。多功能承載框架的高度可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同燃料組件的尺寸，多功能承載框架頂部、中部可安裝不同類型的加載機(jī)構(gòu)，在控制器的控制下，對(duì)燃料組件施加拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、彎曲、跌落、碰撞等載荷，并通過相應(yīng)的力和位移傳感器測(cè)量燃料組件所受的力和變形，從而獲得燃料組件的剛度、臨界載荷等力學(xué)參數(shù)。
[0039]多功能承載框架是本裝置的關(guān)鍵部件，其主要作用是作為作用力的高剛度閉合框架；提供多處加載機(jī)構(gòu)的安裝平臺(tái)，以適應(yīng)不同試驗(yàn)的需求。
[0040]加載機(jī)構(gòu)包括進(jìn)行拉伸、壓縮的線性作動(dòng)器、進(jìn)行扭轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)作動(dòng)器、進(jìn)行彎曲試驗(yàn)的線性作動(dòng)器等組成。加載機(jī)構(gòu)的作動(dòng)器可以是以液壓驅(qū)動(dòng)的液壓作動(dòng)器，也可以是電動(dòng)式作動(dòng)器或機(jī)械加載裝置。加載機(jī)構(gòu)還包含為作動(dòng)器提供動(dòng)力的液壓源或電信號(hào)放大器?？刂破靼ㄌ峁┹敵鲂盘?hào)的D/A轉(zhuǎn)換器和相應(yīng)控制軟件。
[0041]根據(jù)被測(cè)燃料組件的不同，采用相應(yīng)的燃料組件夾具，包括連接板、燃料組件定位銷釘、彎曲試驗(yàn)加載圍板等。
[0042]測(cè)量傳感器包括垂向載荷力傳感器，水平載荷力傳感器、跌落沖擊力傳感器、撞墻沖擊力傳感器、扭轉(zhuǎn)力矩傳感器；垂向位移變形位移傳感器、水平變形位移傳感器，角度傳感器、以及在測(cè)量立柱上可靈活布置的電渦流位移傳感器、差動(dòng)變壓器式位移傳感器，激光位移傳感器；布置于燃料組件關(guān)鍵位置的測(cè)量組件應(yīng)力應(yīng)變的應(yīng)變片等。
[0043]以上測(cè)量傳感器、燃料組件夾具、加載機(jī)構(gòu)等可根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)需增加或減少或安裝后不動(dòng)作。也可以將上述設(shè)備集合在上述燃料組件綜合力學(xué)性能試驗(yàn)裝置上，根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)需求啟動(dòng)，而不需要的則不開啟活動(dòng)。以一次安裝成型滿足多個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)試的需求。測(cè)試時(shí)，至需要更換不同的被測(cè)燃料組件即可。
[0044]實(shí)施例2
實(shí)驗(yàn)方法，包括組件拉伸壓縮試驗(yàn)，其具體實(shí)驗(yàn)步驟為:
Al、將被測(cè)燃料組件4通過被測(cè)燃料組件安放通孔垂直吊入，被測(cè)燃料組件4下端與底座上固定好后，再將垂向加載機(jī)構(gòu)5從加載頂板I上方安裝到位，被測(cè)燃料組件4的上端與垂向加載機(jī)構(gòu)5的輸出端連接，并對(duì)被測(cè)燃料組件4的垂直度調(diào)整；優(yōu)選，被測(cè)燃料組件4下端與底座上的夾具上的銷釘固定；與測(cè)量立柱連接的限位裝置上布置有電渦流位移傳感器或差動(dòng)變壓器式位移傳感器或激光位移傳感器；被測(cè)燃料組件4的表面貼附有測(cè)量組件應(yīng)變的應(yīng)變片等。
[0045]B1、通過垂向加載機(jī)構(gòu)5對(duì)被測(cè)燃料組件4施加拉伸載荷或壓縮載荷，同時(shí)測(cè)量被測(cè)燃料組件4的垂向變形指數(shù)、側(cè)向變形指數(shù)，并繪制組件拉伸變形曲線或組件壓縮變形曲線，根據(jù)繪制好的組件拉力變形曲線或組件壓力變形曲線計(jì)算出曲線斜率，根據(jù)曲線斜率確定被測(cè)燃料組件4的拉剛度或壓剛度；其中，當(dāng)組件發(fā)生失穩(wěn)時(shí)，停止實(shí)驗(yàn)，失穩(wěn)時(shí)的載荷為臨界失穩(wěn)載荷。
[0046]該實(shí)驗(yàn)為拉伸壓縮試驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)原理為:以上述裝置為基礎(chǔ)，在該裝置上加載垂向加載機(jī)構(gòu)5，垂向加載機(jī)構(gòu)5作為對(duì)被測(cè)燃料組件4輸出力的重要組件，由于測(cè)試的是被測(cè)燃料組件4軸線方向的拉伸或壓縮實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此垂向加載機(jī)構(gòu)5優(yōu)選設(shè)置在加載頂板1，這也是為什么采用加載頂板I而不采用其他的限位固定方式，以加載頂板I為固定方式，可以起到較高的載荷值，保證垂向加載機(jī)構(gòu)5的穩(wěn)定性。在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，還需要設(shè)各自對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)需求的傳感器件，由于測(cè)試需求根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求而定，傳感器件的采用種類和數(shù)量以及位置，不在贅述，以具體的實(shí)驗(yàn)要求為準(zhǔn)。
[0047]實(shí)施例3
如圖1和圖2所示，所述的實(shí)驗(yàn)方法，還包括組件扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，其具體實(shí)驗(yàn)步驟為:
A2、將被測(cè)燃料組件4通過被測(cè)燃料組件安放通孔垂直吊入，被測(cè)燃料組件4下端與底座固定好后，再將扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)6安裝到加載頂板上，被測(cè)燃料組件4的上端與扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)6的輸出端連接；與測(cè)量立柱連接的限位裝置上布置有電渦流位移傳感器或差動(dòng)變壓器式位移傳感器或激光位移傳感器；被測(cè)燃料組件4的表面貼附有測(cè)量組件應(yīng)變的應(yīng)變片坐寸O
[0048]B2、通過扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)6對(duì)被測(cè)燃料組件4施加扭轉(zhuǎn)力，同時(shí)測(cè)量被測(cè)燃料組件4的轉(zhuǎn)動(dòng)角度、側(cè)向變形指數(shù)，繪制組件扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)角度曲線，根據(jù)繪制好的組件扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)角度曲線計(jì)算出曲線斜率，根據(jù)曲線斜率確定被測(cè)燃料組件4的扭轉(zhuǎn)剛度。
[0049]該實(shí)驗(yàn)為扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn),其實(shí)驗(yàn)原理為:扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)工作，垂向加載機(jī)構(gòu)提供一定的垂向載荷，水平加載機(jī)構(gòu)不工作。同理，因此扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)6優(yōu)選設(shè)置在加載頂板I，這也是為什么采用加載頂板I而不采用其他的限位固定方式，以加載頂板I為固定方式，可以起到較高的載荷值，保證扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)6的穩(wěn)定性，同時(shí)也保證被測(cè)燃料組件在實(shí)驗(yàn)過程中的穩(wěn)定性。在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，還需要設(shè)各自對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)需求的傳感器件，由于測(cè)試需求根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求而定，傳感器件的采用種類和數(shù)量以及位置，不在贅述，以具體的實(shí)驗(yàn)要求為準(zhǔn)。
[0050]實(shí)施例4
所述的實(shí)驗(yàn)方法，還包括組件彎曲試驗(yàn)，組件彎曲試驗(yàn)分為中部受載彎曲實(shí)驗(yàn)和上端部受載彎曲實(shí)驗(yàn)，
中部受載彎曲實(shí)驗(yàn)時(shí)，其具體實(shí)驗(yàn)步驟為:
A3、將被測(cè)燃料組件4通過被測(cè)燃料組件安放通孔垂直吊入，被測(cè)燃料組件4下端與底座固定好后，再將垂向加載機(jī)構(gòu)5從加載頂板I上方安裝到位，被測(cè)燃料組件4的上端與垂向加載機(jī)構(gòu)5的輸出端連接,取水平加載機(jī)構(gòu)7通過定位通孔安裝在豎直支撐臺(tái)10上,按照試驗(yàn)要求將水平加載機(jī)構(gòu)7調(diào)整到被測(cè)燃料組件4的中部位置，使得水平加載機(jī)構(gòu)7的輸出端對(duì)準(zhǔn)被測(cè)燃料組件4的中部位置；與測(cè)量立柱連接的限位裝置上布置有電渦流位移傳感器或差動(dòng)變壓器式位移傳感器或激光位移傳感器；被測(cè)燃料組件4的表面貼附有測(cè)量組件應(yīng)變的應(yīng)變片等。
[0051]B3、通過水平加載機(jī)構(gòu)7對(duì)被測(cè)燃料組件4中部施加載荷，并測(cè)量被測(cè)燃料組件4的變形指數(shù)，繪制組件力變形曲線，由組件力變形曲線的曲線斜率確定其彎曲剛度；
上端部受載彎曲實(shí)驗(yàn)時(shí)，其具體實(shí)驗(yàn)步驟為:
A4、將被測(cè)燃料組件4通過被測(cè)燃料組件安放通孔垂直吊入，被測(cè)燃料組件4下端與底座3剛性連接，取水平加載機(jī)構(gòu)7通過定位通孔安裝在豎直支撐臺(tái)10上，按照試驗(yàn)要求將水平加載機(jī)構(gòu)7調(diào)整到被測(cè)燃料組件4的上端部位置，使得水平加載機(jī)構(gòu)7的輸出端對(duì)準(zhǔn)被測(cè)燃料組件4的上端部位置；與測(cè)量立柱連接的限位裝置上布置有電渦流位移傳感器或差動(dòng)變壓器式位移傳感器或激光位移傳感器；被測(cè)燃料組件4的表面貼附有測(cè)量組件應(yīng)變的應(yīng)變片等。
[0052]B4、通過水平加載機(jī)構(gòu)7對(duì)被測(cè)燃料組件4上端部施加載荷，并測(cè)量被測(cè)燃料組件4的變形指數(shù)，繪制組件力變形曲線，由組件力變形曲線的曲線斜率確定其彎曲剛度。
[0053]根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，本組件彎曲試驗(yàn)分為中部受載彎曲實(shí)驗(yàn)和上端部受載彎曲實(shí)驗(yàn)，因此，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，被測(cè)燃料組件的受力位置不同，因此水平加載機(jī)構(gòu)7的位置也會(huì)做出相應(yīng)的調(diào)整，因此，為了配合水平加載機(jī)構(gòu)7的位置調(diào)整，豎直支撐臺(tái)10均開有若干定位通孔。上端部受載彎曲實(shí)驗(yàn)時(shí)，垂向加載機(jī)構(gòu)5被拆下或垂向加載機(jī)構(gòu)5不對(duì)被測(cè)燃料組件施加正常載荷。在中部受載彎曲實(shí)驗(yàn)時(shí)，垂向加載機(jī)構(gòu)5可對(duì)被測(cè)燃料組件施加載荷，實(shí)現(xiàn)彎曲時(shí)的軸向加載。由于測(cè)試需求根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求而定，傳感器件的采用種類和數(shù)量以及位置，不在贅述，以具體的實(shí)驗(yàn)要求為準(zhǔn)。
[0054]實(shí)施例5
所述的實(shí)驗(yàn)方法，還包括組件跌落試驗(yàn)，其具體實(shí)驗(yàn)步驟為:
A5、將沖擊力傳感器52安裝在底座3上，將被測(cè)燃料組件4通過被測(cè)燃料組件安放通孔垂直吊入，垂向加載機(jī)構(gòu)5安裝到加載頂板，將組件釋放機(jī)構(gòu)51安裝在垂向加載機(jī)構(gòu)5的輸出端，組件釋放機(jī)構(gòu)51與被測(cè)燃料組件的上端部連接，被測(cè)燃料組件4的表面貼附有測(cè)量組件應(yīng)力應(yīng)變的應(yīng)變片等。
[0055]B5、利用垂向加載機(jī)構(gòu)5將被測(cè)燃料組件提升到預(yù)定高度，組件釋放機(jī)構(gòu)51釋放被測(cè)燃料組件，被測(cè)燃料組件下跌并與沖擊力傳感器52撞擊，由沖擊力傳感器52測(cè)量被測(cè)燃料組件跌落時(shí)的碰撞力。
[0056]在上述實(shí)驗(yàn)中，在組裝被測(cè)燃料組件時(shí)，沖擊力傳感器52事先按置在底座3上，利用垂向加載機(jī)構(gòu)5將被測(cè)燃料組件提升到預(yù)定高度的方法可以是，通過調(diào)整頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A81和頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B82的相對(duì)位置，從而使得垂向加載機(jī)構(gòu)5將被測(cè)燃料組件提升到預(yù)定高度。也可以直接抬升垂向加載機(jī)構(gòu)5的高度，使得垂向加載機(jī)構(gòu)5直接提升被測(cè)燃料組件到預(yù)定高度。組件釋放機(jī)構(gòu)51釋放后，被測(cè)燃料組件做自由落體運(yùn)動(dòng)，然后撞擊沖擊力傳感器52，由沖擊力傳感器52測(cè)定被測(cè)數(shù)據(jù)。由于測(cè)試需求根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求而定，傳感器件的采用種類和數(shù)量以及位置，不在贅述，以具體的實(shí)驗(yàn)要求為準(zhǔn)。
[0057]實(shí)施例6
所述的實(shí)驗(yàn)方法，還包括撞墻反彈試驗(yàn)，其具體實(shí)驗(yàn)步驟為:
A6、將被測(cè)燃料組件4通過被測(cè)燃料組件安放通孔垂直吊入，被測(cè)燃料組件4下端直接放置在底座上，再將垂向加載機(jī)構(gòu)5從加載頂板I上方安裝到位，被測(cè)燃料組件4的上端與垂向加載機(jī)構(gòu)5的輸出端連接；取水平加載機(jī)構(gòu)7通過定位通孔安裝在豎直支撐臺(tái)10上，按照試驗(yàn)要求將水平加載機(jī)構(gòu)7調(diào)整到被測(cè)燃料組件4的中部位置，使得水平加載機(jī)構(gòu)7的輸出端對(duì)準(zhǔn)被測(cè)燃料組件4的中部位置，水平加載機(jī)構(gòu)7的輸出端通過組件釋放機(jī)構(gòu)51與被測(cè)燃料組件4的中部位置連接；豎直支撐臺(tái)10上還安裝有剛性支撐54，剛性支撐54遠(yuǎn)離豎直支撐臺(tái)10的一端還設(shè)置有與水平加載機(jī)構(gòu)7位于同一高度的撞擊力傳感器53,撞擊力傳感器53位于被測(cè)燃料組件4遠(yuǎn)離水平加載機(jī)構(gòu)7的一側(cè)。
[0058]B6、利用垂向加載機(jī)構(gòu)5對(duì)被測(cè)燃料組件4施加正常工作時(shí)的壓緊力，由水平加載機(jī)構(gòu)7對(duì)被測(cè)燃料組件4施加位移量，然后組件釋放機(jī)構(gòu)51斷開與被測(cè)燃料組件4的連接，從而釋放被測(cè)燃料組件4，使被測(cè)燃料組件4與剛性支撐碰撞，由撞擊力傳感器53測(cè)量被測(cè)燃料組件4的碰撞力。
[0059]在上述實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)水平加載機(jī)構(gòu)7對(duì)被測(cè)燃料組件4施加變形位移量，組件釋放機(jī)構(gòu)51釋放后，被測(cè)燃料組件彈射而出，然后沖擊撞擊力傳感器53，剛性支撐54模擬墻面，由撞擊力傳感器53測(cè)定被測(cè)數(shù)據(jù)。由于測(cè)試需求根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求而定，傳感器件的采用種類和數(shù)量以及位置，不在贅述，以具體的實(shí)驗(yàn)要求為準(zhǔn)。
[0060]被測(cè)燃料組件4的軸線與加載頂板I頂面垂直。
[0061]實(shí)施例7
本實(shí)施例中，加載立柱為可調(diào)試柱體。加載立柱的數(shù)目為3-8個(gè)。多功能承載框架為高剛度閉合框架，即多功能承載框架為籠罩式結(jié)構(gòu)。[0062]實(shí)施例8
本實(shí)施例中，垂向加載機(jī)構(gòu)、扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)、水平加載機(jī)構(gòu)等加載機(jī)構(gòu)安裝在加載立柱上。
[0063]如上所述，則能很好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.燃料組件綜合力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括水平支撐臺(tái)(9)和放置在水平支撐臺(tái)(9)上的豎直支撐臺(tái)(10);水平支撐臺(tái)(9)上安裝有底座(3)，底座(3)上安裝有至少3根軸線垂直于水平支撐臺(tái)(9 )上表面的加載立柱(8 )，底座(3 )上安裝有至少2根軸線垂直于水平支撐臺(tái)(9)上表面的測(cè)量立柱(2);底座(3)上方設(shè)置有加載頂板(1)，加載頂板(I)通過連接件與豎直支撐臺(tái)連接，加載立柱(8)遠(yuǎn)離底座(3)的一端貫穿加載頂板(1)，加載頂板(I)開有被測(cè)燃料組件安放通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料組件綜合力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，其特征在于:相鄰測(cè)量立柱(2 )之間設(shè)置有限位裝置(21 )，限位裝置(21)與測(cè)量立柱(2 )連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料組件綜合力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，其特征在于:底座(3)上安裝有軸線垂直于水平支撐臺(tái)(9)上表面的調(diào)位立柱，調(diào)位立柱包括套接的頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A (81)和頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B (82)，頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A (81)—端與底座(3)連接，頂板調(diào)節(jié)鎖緊管A (81)的另一端插入頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B (82)內(nèi)部，且頂板調(diào)節(jié)鎖緊管B (82)與加載頂板(I)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料組件綜合力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，其特征在于:水平支撐臺(tái)(9)和豎直支撐臺(tái)(10)均開有若干定位通孔。
5.實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于:包括組件拉伸壓縮試驗(yàn)，其具體實(shí)驗(yàn)步驟為: Al、將被測(cè)燃料組件(4)通過被測(cè)燃料組件安放通孔垂直吊入，被測(cè)燃料組件(4)下端與底座上固定好后，再將垂向加載機(jī)構(gòu)(5)從加載頂板(I)上方安裝到位，被測(cè)燃料組件(4)的上端與垂向加載機(jī)`構(gòu)(5)的輸出端連接； B1、通過垂向加載機(jī)構(gòu)(5)對(duì)被測(cè)燃料組件(4)施加拉伸載荷或壓縮載荷，同時(shí)測(cè)量被測(cè)燃料組件(4)的垂向變形指數(shù)、側(cè)向變形指數(shù)，并繪制組件拉伸變形曲線或組件壓縮變形曲線，根據(jù)繪制好的組件拉力變形曲線或組件壓力變形曲線計(jì)算出曲線斜率，根據(jù)曲線斜率確定被測(cè)燃料組件(4)的拉剛度或壓剛度；其中，當(dāng)組件發(fā)生失穩(wěn)時(shí)，停止實(shí)驗(yàn)，失穩(wěn)時(shí)的載荷為臨界失穩(wěn)載荷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于:還包括組件扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，其具體實(shí)驗(yàn)步驟為: A2、將被測(cè)燃料組件(4)通過被測(cè)燃料組件安放通孔垂直吊入，被測(cè)燃料組件(4)下端與底座固定好后，再將扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)(6)安裝到加載頂板上，被測(cè)燃料組件(4)的上端與扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)(6)的輸出端連接； B2、通過扭轉(zhuǎn)加載機(jī)構(gòu)(6)對(duì)被測(cè)燃料組件(4)施加扭轉(zhuǎn)力，同時(shí)測(cè)量被測(cè)燃料組件(4)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度、側(cè)向變形指數(shù)，繪制組件扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)角度曲線，根據(jù)繪制好的組件扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)角度曲線計(jì)算出曲線斜率，根據(jù)曲線斜率確定被測(cè)燃料組件(4)的扭轉(zhuǎn)剛度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于:還包括組件彎曲試驗(yàn)，組件彎曲試驗(yàn)分為中部受載彎曲實(shí)驗(yàn)和上端部受載彎曲實(shí)驗(yàn)， 中部受載彎曲實(shí)驗(yàn)時(shí)，其具體實(shí)驗(yàn)步驟為: A3、將被測(cè)燃料組件(4)通過被測(cè)燃料組件安放通孔垂直吊入，被測(cè)燃料組件(4)下端與底座固定好后，再將垂向加載機(jī)構(gòu)(5)從加載頂板(I)上方安裝到位，被測(cè)燃料組件(4)的上端與垂向加載機(jī)構(gòu)(5 )的輸出端連接，取水平加載機(jī)構(gòu)(7 )通過定位通孔安裝在豎直支撐臺(tái)(10)上，按照試驗(yàn)要求將水平加載機(jī)構(gòu)(7)調(diào)整到被測(cè)燃料組件(4)的中部位置，使得水平加載機(jī)構(gòu)(7)的輸出端對(duì)準(zhǔn)被測(cè)燃料組件(4)的中部位置； B3、通過水平加載機(jī)構(gòu)(7)對(duì)被測(cè)燃料組件(4)中部施加載荷，并測(cè)量被測(cè)燃料組件(4)的變形指數(shù)，繪制組件力變形曲線，由組件力變形曲線的曲線斜率確定其彎曲剛度； 上端部受載彎曲實(shí)驗(yàn)時(shí)，其具體實(shí)驗(yàn)步驟為: A4、將被測(cè)燃料組件(4)通過被測(cè)燃料組件安放通孔垂直吊入，被測(cè)燃料組件(4)下端與底座(3 )剛性連接，取水平加載機(jī)構(gòu)(7 )通過定位通孔安裝在豎直支撐臺(tái)(10 )上，按照試驗(yàn)要求將水平加載機(jī)構(gòu)(7)調(diào)整到被測(cè)燃料組件(4)的上端部位置，使得水平加載機(jī)構(gòu)(7)的輸出端對(duì)準(zhǔn)被測(cè)燃料組件(4)的上端部位置； B4、通過水平加載機(jī)構(gòu)(7)對(duì)被測(cè)燃料組件(4)上端部施加載荷，并測(cè)量被測(cè)燃料組件(4)的變形指數(shù)，繪制組件力變形曲線，由組件力變形曲線的曲線斜率確定其彎曲剛度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于:還包括組件跌落試驗(yàn)，其具體實(shí)驗(yàn)步驟為: A5、將沖擊力傳感器(52 )安裝在底座(3 )上，將被測(cè)燃料組件(4 )通過被測(cè)燃料組件安放通孔垂直吊入，垂向加載機(jī)構(gòu)(5)安裝到加載頂板，將組件釋放機(jī)構(gòu)(51)安裝在垂向加載機(jī)構(gòu)(5)的輸出端，組件釋放機(jī)構(gòu)(51)與被測(cè)燃料組件的上端部連接， B5、利用垂向加載機(jī)構(gòu)(5)將被測(cè)燃料組件提升到預(yù)定高度，組件釋放機(jī)構(gòu)(51)釋放被測(cè)燃料組件，被測(cè)燃料組件下跌并與沖擊力傳感器(52)撞擊，由沖擊力傳感器(52)測(cè)量被測(cè)燃料組件跌落時(shí)的碰撞力。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于:還包括撞墻反彈試驗(yàn)，其具體實(shí)驗(yàn)步驟為: A6、將被測(cè)燃料組件(4)通過被測(cè)燃料組件安放通孔垂直吊入，再將垂向加載機(jī)構(gòu)(5)從加載頂板(I)上方安裝到位，被測(cè)燃料組件(4)的上端與垂向加載機(jī)構(gòu)(5)的輸出端連接；取水平加載機(jī)構(gòu)(7)通過定位通孔安裝在豎直支撐臺(tái)(10)上，按照試驗(yàn)要求將水平加載機(jī)構(gòu)(7)調(diào)整到被測(cè)燃料組件(4)的中部位置，使得水平加載機(jī)構(gòu)(7)的輸出端對(duì)準(zhǔn)被測(cè)燃料組件(4)的中部位置，水平加載機(jī)構(gòu)(7)的輸出端通過組件釋放機(jī)構(gòu)(51)與被測(cè)燃料組件(4)的中部位置連接；豎直支撐臺(tái)(10)上還安裝有剛性支撐(54)，剛性支撐(54)遠(yuǎn)離豎直支撐臺(tái)(10)的一端還設(shè)置有與水平加載機(jī)構(gòu)(7)位于同一高度的撞擊力傳感器(53)，撞擊力傳感器(53)位于被測(cè)燃料組件(4)遠(yuǎn)離水平加載機(jī)構(gòu)(7)的一側(cè)； B6、利用垂向加載機(jī)構(gòu)(5)對(duì)被測(cè)燃料組件(4)施加正常工作時(shí)的壓緊力，由水平加載機(jī)構(gòu)(7)對(duì)被測(cè)燃料組件(4)施加位移量，然后組件釋放機(jī)構(gòu)(51)斷開與被測(cè)燃料組件(4)的連接，從而釋放被測(cè)燃料組件(4)，使被測(cè)燃料組件(4)與剛性支撐碰撞，由撞擊力傳感器(53)測(cè)量被測(cè)燃料組件(4)的碰撞力。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-9中任意一項(xiàng)所述的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于:被測(cè)燃料組件(4)的軸線與加載頂板(I)頂面垂直。
【文檔編號(hào)】G01N3/303GK103698210SQ201310664235
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】張勇, 馬建中, 李朋洲, 陳禎, 李天勇, 李琦, 黃文
申請(qǐng)人:中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院