核电设备的安全性一直是核电问题关注的重点,受到了广泛的关注,其中振动问题是影响核电安全性的问题之一。反应堆正常运行时,冷却水从吊篮上部入水口流入,产生冲击振动,称为流致振动。压紧弹簧位于压水堆顶盖法兰与吊篮法兰之间,在有流致振动产生时,吊篮与其内部结构及冷却水组成质量体,压紧弹簧作为弹性元件影响着下部质量体的边界条件,并对其振动响应产生影响。本文对压紧弹簧-质量块系统的自由振动响应进行了研究,主要内容包括:(1)针对压紧弹簧振动系统中库伦阻尼的可变特性,提出了一种适用于压紧弹簧振动系统的动力学模型,考虑库伦阻尼力的黏着特性,讨论了库伦阻尼的表达式,并根据振动系统的运动方程,以线性定刚度进行自由振动响应解析求解。(2)基于压紧弹簧大挠度计算模型,运用软件进行编程,以变刚度进行压紧弹簧自由振动响应数值计算。(3)对压紧弹簧振动系统的自由振动响应进行有限元实体模拟,并与线性定刚度解析求解结果及非线性变刚度数值计算结果进行对比分析,三种结果具有很高的一致性。(4)讨论了压紧弹簧作为弹性元件时,质量块在进行振动响应时的边界条件,由于摩擦力的粘滞作用,若脉动载荷相对于初始预紧载荷较小,质量块与压紧弹簧接触处的边界条件应视为刚性轴向位移边界,否则应视为弹性轴向位移边界。(5)在振动系统的振动响应过程中,若边界为弹性边界,压紧弹簧的刚度及振动系统的固有频率应根据压紧弹簧处于压缩过程还是反弹过程而分开计算。