深水平面闸门振动的某些问题

在工程实际或水力模型实验中均末曾发现过深水平面闸门仅因水流作用而产生自激振动现象。这是由于平面闸门刚度摩阻力较大,而且振动所引起的相互作用力随作用于闸门上水头的增加而减少的缘故。因此深水平面闸门的振动属于强迫振动性质。根据实验资科,在一般条件下由于紊动旋涡所引起的脉动压力较小,不足引起强烈的强迫振动。然而当运动狀态急剧改变时,例如气蚀、明喑流交替、旋涡区破坏等将使水流搅动外力加大甚多。同时,因具体闸门构造特点而引起的水流搅动亦可能远大于一般条件下的脉动压力。因此,必须结合闸门具体情况,按照危险振动型与危险外力的不利组合,研究深水平面闸门的振动向题。引起闸门振动的外力具有随机变化的性质,以往常用简谐变化外力代替,近似地计算最大应变。我们用水力模型与电模型对这二种性质的外力进行了比较,发现在计算最大应变时,不可能用一种谐变化外力代替一种随机变化外力。从而说明了以往的近似的计算方法不可能有一个统一的标准,而且将引起较大的计算误差。合理的近似计算方法,必须重整研究。同时,对记录资料长度亦进行了统计分析,我们初步认为记录资料的单波数不宜少于700—800。结合深水平面闸门的可能振型,本文从理论上证明当水流条件接近势流时,动水对闸门振动的惯性影响与同样边界条件下静水的影响相同,与稳定流速无关。并从实验论证了旋涡区水体对闸门振动的惯性影响与静水差别甚大。