基于Bouc-Wen滞回模型的单组燃料组件非线性动力学模型研究

来源：核动力工程杂志2025年第3期北京时间：

作者：杨涛, 张毅雄, 蔡逢春, 齐欢欢, 黄茜, 沈平川

单位：中国核动力研究设计院先进核能技术全国重点实验室，成都，610213；

摘要：为模拟单组燃料组件横向振动过程中的非线性现象，本研究在线性单梁模型的基础上，尝试引入刚度分两段下降的Bouc-Wen滞回模型，采用有限元离散方法建立了单组燃料组件横向振动的非线性动力学模型，同时结合部分力学特性试验数据，采用多目标遗传优化算法（NSGA-Ⅱ）识别该模型的未知参数。计算结果与试验数据对比发现：横向加卸载过程中归一化位移的均方根误差（RMSE）为0.027；5种不同初始条件下自由振动响应频率的相对误差小于6%，阻尼比相对误差小于3%。因此非线性动力学模型可较好地模拟随横向位移增大燃料组件结构出现的刚度下降、等效频率下降和等效阻尼比上升现象。本研究为燃料组件横向力学响应特性的准确模拟提供了方法学参考，并且本文模型适用范围广，可能有助于大变形情况下燃料组件设计裕量的挖掘。

关键词：燃料组件, 横向振动, Bouc-Wen滞回模型, 非线性动力学模型