研究了单掺粉煤灰和复掺粉煤灰与硅灰代替部分水泥对PVA-ECC试件力学性能、裂缝宽度及抗渗性能的影响。结果表明,单掺粉煤灰会导致PVA-ECC试件强度下降,但可显著增加其韧性。复掺粉煤灰与硅灰时,PVA-ECC试件表现出优异的应变硬化特性以及多缝开裂现象,力学性能得到提升,基体均匀性增加,抗渗性能得到改善,最大提升了约33%。试验得到了具有良好性能的粉煤灰-硅灰-水泥三元体系PVA-ECC试件,其极限拉伸应变达到2.07%,抗压强度达到42.6 MPa,裂缝宽度较小且分布均匀,渗透系数仅为2.136×10^-11 m/s,抗渗性能较优。

通过选取典型的足尺试验模型,从其骨架曲线、荷载及位移等方面进行了ABAQUS验证,从而得出有限元计算的可靠性。基于此,进行了高轴压比(0.5、0.7、0.9)下十字型ECC框架节点在循环荷载下的抗震性能分析。结果表明:设计轴压比为0.9时框架节点易出现严重的节点核心区剪切破坏,耗能相比于0.5轴压比下降了约11.2%,出现严重的塑性变形;0.5轴压比下位移延性系数μ达到了5.37,所有试件μ均值达到了3.0以上,破坏模型均为延性破坏。

运用Solid Works软件对燃料棒更换装置进行三维建模和运动仿真，验证了设计的合理性，并为制造和结构改进提供了三维模型参考。基于三维模型，可精确生成非标零件的轮廓，并直接生成工程图交付制造厂，避免了二次加工，降低了制造难度；通过运动仿真，可直观分析各部件间的配合和运动干涉情况，迅速发现欠妥结构，并进行优化改进，更好地完善了燃料棒更换装置的设计。