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《水工弧形钢闸门振动的负阻尼》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、水工弧形钢闸门振动的负阻尼第25卷第4期2004年4月东北大学学报(自然科学版)JournalofNortheasternUniversity(NaturalScience)Vol125,No.4Apr.2004文章编号:100523026(2004)0420394204刘永林1,刘斌1,倪汉根2,刘亚坤2(1.东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110004;2.116024)摘要:,定?,并给出了相应的第一欧拉临界力的计算式,根据实验资料给出了作用在支铰上的脉动压,?关:;负阻尼;参数共振;自激振动;临界欧拉力;定量估算:TV34
2、文献标识码:A我国三义寨人民跃进渠渠首弧形门在20世纪60年代发生了强烈振动,该闸门宽12m,高8m,强振时闸门底缘旋涡脱体频率约为8～12Hz,参数共振负阻尼的表达式,为联合考虑自激振动和参数共振以及定量讨论几种典型工况的动力不稳定性奠定基础?而支臂的自振频率是1618Hz,迫振频率约为支臂自振频率的1/2,由此推断该弧门的强振可能属于参数共振[1,2]?20世纪70年代,我国江苏省嶂山闸弧形门也发生强烈振动,———————————————————————————————————————————————此时迫振频率为支臂自振频率的两
3、倍[3],据此,文献[2,4]均把它归之于参数共振?类似情况,还有黄河八盘峡水电站泄洪闸弧形闸门的振动[5],文献[2]也把它划归为参数共振?文献[6]曾报道过日本一表孔弧形闸门的失事,该弧形门高12m,宽11m,1967年7月2日发生事故时,整个支臂屈曲失稳,经分析认为该闸门是因小开度时振动引起支臂的动力失稳而破坏[6]?后来,文献[7]又对此进行了理论分析,研究结果表明,若弧形门面板的中心在实际支铰位置的下面,那么小开度切向振动会引起负阻尼,在一定条件下,引起自激振动而导致失稳?文献[8～10]都研究过闸门自激振动?文献[4,11
4、,12]都讨论过弧形闸门的参数共振,都是以不计阻1弧形闸门切向振动的水力负阻尼文献[14]对自激振动作了两个定义“:在自激振动中,维持运动的交变力是运动本身所产生或所控制的;当运动停止时便无交变力”“,自激振动是具有负阻尼的自由振动”机叶的颤振、电力输?送线的跳跃,都是由于负阻尼引起的动力不稳定现象?文献[6,7]分别对表孔弧形闸门小开度时的自激振动进行过模型试验和近似理论分析?研究表明当弧形门小开度切向绕支铰旋转振动时,若由于安装、变形等原因弧门实际支铰位置在弧形面板几何圆心的上方(如图1所示),那么由于旋转振动时闸门开度和泄流量随
5、时间变化诱生的作用在弧门上的水动力荷载会起负阻尼作用,在适———————————————————————————————————————————————尼的马休(Mathieu)方程为依据,因此只以频率关系判断参数共振,但实际结构都是有阻尼的,文献[13]早就指出,对有阻尼系统,只考虑频率关系是不充分的,必须同时考虑阻尼关系?本文目的是给出钢闸门振动时可能出现的自激振动的水力负阻尼的表达式,给出可能出现的图1弧形门下泄流示意图Fig.1Schematicofsluiceundertaintergate收稿日期:2003208230基金
6、项目:辽宁省自然科学基金资助项目(20021008)?作者简介:刘永林(1957-),男,辽宁沈阳人,东北大学博士研究生;刘斌(1940-),男,辽宁沈阳人,东北大学教授,博士生导师??1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第4期2395ω,(5)ρRR3πI0ρRR3+×———————————————————————————————————————————————22-2πη>=11
7、273γ?π(6)θ(t)+ωnθ(t)-??∞πI0T×)/2t′x,limμ→0s-ds(1-e-ds)cos(sx)dsθ(t′)e-μ(t-0∫×cos———————————————————————————————————————————————2gs-μ/4(t-tdt′=0?(1)式中,Cf为流量系数,Cg在竖直面上投影面积之比,ρ,R3,θ0,d,对于参数共振第二区域,当ωkp/2ωnε接近1/2时,参数共振的条件为ω≥ωkp≥24+-(7),224++-π3η>t),θ(t角加速度、,ζ??=11596(8)θC
8、f=0197-0181-180θ0156-0181180H?(2)———————————————————————————————————————————————更高区域的共振条件从略?式(5)～(8)适用ωkp是发生参数
