星輪驅動旋轉閘門振動特性及地震響應分析

姜勝先， 管義兵， 胡友安， 顧曉峰

（1.河海大學機電工程學院，江蘇常州 213022； 2.江蘇省太湖水利規劃設計研究院有限公司，江蘇蘇州 215128）

水工鋼閘門作為水利樞紐中的重要組成部分，保證其長期安全運行相當重要. 流激振動和地震是閘門運行過程中常見的現象，尤其是在閘門啟閉過程中，閘門周圍水流流態的變化易使閘門與水體產生強烈共振，另外當地震來臨時，其造成的周期性動水壓力也易使閘門振動甚至失穩破壞［1-3］. 近年來，隨著金屬結構制造和施工水平的提高，閘門也逐漸向著高水頭、大孔徑方向發展，這也使得對閘門運行的穩定性要求更高，尤其是針對布置在地震高發區且脈動水流變化劇烈的臨海河口擋潮閘門［4］. 目前在對閘門振動特性研究方面，趙蘭浩［5］通過模型試驗及數值模擬的方法得出了弧形閘門在不同開度下的振動特性變化規律；上官林建［6］通過原型觀測的方法得出了弧形閘門在不同開度下的振動特征值；鄭恩東［7］通過不同的流固耦合方法得出了升船機承船廂結構的自振特性變化規律；萬宇飛［8］通過數值模擬的方法得出了平面閘門在開啟過程中的應力、應變時程變化規律. 在對閘門抗震研究方面，仵凡［9］和李云龍［10］運用有限元軟件ANSYS對弧形閘門進行地震時程分析，得出了閘門在整個持時過程中的最大位移與最大應力；孔劍［11］和李坤［12］運用有限軟件ANSYS對結構進行抗震反應譜分析，得出了閘門各個振型可能出……