绕丝燃料棒束棒间接触刚度解析研究

来源：核动力工程杂志2025年第6期北京时间：

作者：张宇, 高李霞, 张珊琦, 缪雨菡, 李朋洲, 乔红威, 罗家成

单位：1.中国核动力研究设计院，成都，610213；2.中核能源科技有限公司，北京，100193；

摘要：为探究铅铋堆绕丝燃料棒束棒间接触特性，以支持后续结构流致振动和微动磨损定量分析，本文开展了接触特性建模和参数影响研究。首先，基于微分几何和Hertz接触理论推导了一般空间体接触问题的通解；继而，建立了描述绕丝表面的空间参数方程，通过将绕丝与相邻棒的距离向量代入通解得到了接触刚度和接触区椭圆偏心率的解析表达式。最后，系统分析了绕丝与燃料棒几何参数对接触特性的影响。结果表明：绕丝与燃料棒直径比（取值范围：0.15~0.5）对接触刚度、接触点处主曲率以及接触区椭圆偏心率具有显著影响，随直径比的增加，接触刚度及偏心率逐渐降低，主曲率逐渐上升；而绕丝螺距与燃料棒长度比（取值范围：0.1~0.5）对上述参数影响微弱。

关键词：绕丝燃料棒, 接触刚度, 解析解, 铅铋堆