冉仁杰 黄山 张笑天 刘晓辉 方华伟

摘 要

针对目前压紧系统板弹簧设计过程烦琐耗时，缺少自动化设计的问题，本文提出了一种基于Workbench的板弹簧优化设计方法，实现压紧系统板弹簧的设计过程自动化，并对板弹簧的耗时仿真分析建立近似模型，在保证计算精度的前提下进一步提高设计效率。

关键词

板弹簧;优化设计;近似模型;Workbench

中图分类号： U463.33                     文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.15.044

Abstract

The design of leaf spring hold-down system is time-consuming and lack of automation.To address this challenge，a optimization design method based on ANSYS Workbench software is proposed to realize the automation of the design process.Moreover，an approximate model is constructed for the simulation analysis to  further improve the design efficiency under the premise of guarantee calculation accuracy.

Key Words

Leaf spring;Optimization deisgn;Approximation model;Workbench

0 引言

压紧系统板弹簧作用于燃料组件上管座，能够弥补堆腔内各部件的轴向生长差异，保证燃料组件的结构完整性。作为核反应堆燃料组件的重要结构件，优化并提高其压紧性能具有重要的理论和实际意义。

压紧系统板弹簧的压紧性能主要体现在压紧力上。压紧力过小无法有效弥补轴向生长差异，然而，过大的压紧力可能造成燃料组件在运行期间发生过度弯曲，导致控制棒组件落棒时间延长，甚至出现不完全落棒，影响反应堆的安全运行。

近年来，陆续有学者针对压紧系统板弹簧设计进行相关研究。张林等[1]针对板弹簧压紧力计算值过于保守的问题提出了系统的设计思路。金渊[2]从理论分析角度建立压紧系统板弹簧的刚度分析模型，并研究了叶片厚度、宽度和板弹簧高度对板弹簧刚度的影响。蒲曾坪等[3]分析了板弹簧压紧系统的性能评价方法，认为有限元分析方法对板弹簧的计算结果更为准确，但耗时较长。综上，如何准确计算压紧系统板弹簧的压紧力，掌握其刚度特性，在保证计算结果精度的前提下提升板弹簧的设计效率有待进一步研究。……