压水堆核电站蒸汽发生器是一回路和二回路的枢纽,流体诱导换热管振动会引起换热管和支撑结构部件之间的微动磨损,造成换热管局部损伤。而持续性的微动磨损会导致换热管磨损表面的裂纹进一步萌生和扩展,甚至导致换热管失效。揭示蒸汽发生器换热管微动磨损特性可为维持核电站安全稳定运行提供理论支撑。本文利用自主设计搭建的微动磨损实验装置,用电磁激振器模拟蒸汽发生器换热管的流体诱导振动,研究室温空气干态和室温水环境下蒸汽发生器换热管和梅花孔板支撑结构间的激振响应和微动磨损行为。结果表明换热管在支撑结构中为冲击-滑移的复合运动模式,并推导出换热管在支撑结构中的运动方程,建立了换热管在支撑结构中运动理论模型。通过测定换热管的接触率、接触力、摩擦系数、磨损功率、磨痕表面硬度、磨痕形貌、磨痕元素组成、磨痕轮廓、磨损体积、磨损系数等指标来研究无量纲支撑间隙、预载荷、支撑结构中偏置位置、激振力比例、支撑比例等因素对微动磨损行为的影响规律。随着换热管和支撑结构之间的无量纲间隙的增大,接触率和接触力与其均为负相关,当无量纲间隙较小时,磨损功率与其成正相关,而无量纲间隙较大时则相反。预载荷主要是通过影响摩擦系数而影响滑移距离,最终影响磨损功率。接触率、接触力和磨损功率与正交方向激振力比例均成正相关。支撑比例对换热管的运动模式产生影响,当支撑比例较低时,换热管的冲击运动占优,反之则滑移运动占优。水环境的影响主要是冲刷磨屑层并降低摩擦系数,激振力较小时,水对换热管的阻尼效果明显增强。换热管磨损表面在微动磨损过程中出现加工硬化现象,磨损机制为磨粒磨损、剥层和氧化磨损,在磨损表面发现犁沟和剥落坑,且存在材料转移。随着磨损时间的增长,氧化作用不断增强,磨损加剧,而且在长时间磨损下,支撑比例为0.25的梅花孔板支撑结构的磨损系数最大。