【摘 要】
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弧形闸门在开启泄流时，由于泄流压力脉动，可能引起闸门支臂结构的参数共振，从而导致整扇闸门遭受破坏而失去挡水能力。本文对支臂结构的动力稳定性进行了研究，主要工作如下： (1)本文利用Hamilton原理建立了支臂结构的参数振动有限元方程，利用改进的Newmark方法求解了支臂结构运动方程的时程响应； (2)引入能量增长指数(EGE)及能量增长系数(EGC)的方法研究参数振动系统的稳定性，给出了支
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弧形闸门在开启泄流时，由于泄流压力脉动，可能引起闸门支臂结构的参数共振，从而导致整扇闸门遭受破坏而失去挡水能力。本文对支臂结构的动力稳定性进行了研究，主要工作如下：
(1)本文利用Hamilton原理建立了支臂结构的参数振动有限元方程，利用改进的Newmark方法求解了支臂结构运动方程的时程响应；
(2)引入能量增长指数(EGE)及能量增长系数(EGC)的方法研究参数振动系统的稳定性，给出了支臂结构参数共振的不稳定边界，并讨论了支臂结构参数振动的不稳定特征；
(3)构建了一个支臂结构物理模型进行参数共振试验，对支臂结构的动力特性(自振频率与阻尼比)进行了测量，观察了实际模型结构的参数共振现象，实测了模型参数共振的不稳定边界，并与数值模拟结果进行对比分析，验证了理论的正确性；
(4)以一个弧形闸门支臂结构作为算例，进一步研究了结构局部构件的参数共振问题。
本文研究表明：当外部周期荷载的频率与闸门支臂结构整体(或局部构件)固有频率接近2倍关系时，可能诱发支臂结构整体(或局部构件)的参数共振；可采用能量增长指数/系数(EGG/EGC)对支臂结构不稳定边界及危险性进行度量，EGC的零点对应于结构的不稳定边界，EGC值越大，系统发生参数共振的危险性越大；结构系统阻尼使支臂结构的不稳定区域减小，使EGC(不稳定强度)降低；试验表明外部激励还可能导致结构发生普通共振响应。本文的研究结论可为弧形闸门的支臂结构的动力稳定性分析与设计提供参考。
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