板厚对闸门结构自振频率的影响

李云中 吝江峰 李 涛

(1.昆山市水利设计院有限公司，江苏 昆山 215300；2.江苏省水利勘测设计研究院有限公司，江苏 南京 225009)

1 概 述

现有闸门规范中闸门结构按照平面体系考虑，实际工程闸门应该是一个完整的空间体系，作用外力和荷载将由全部的组件共同传递分担，因此，按平面体系计算闸门结构自振频率时，无论作多么精细的假定，总是不能完善地反映出闸门真实的工作情况。工程中常见门型，尤其是平面焊接闸门，其空间薄壁结构特征非常明显，在计算机软硬件很发达的当下，采用有限元分析作为平面体系计算的一个补充和印证，是值得推荐的一种设计工作方式[1-2]。

由于闸门系统各阶振动的广义质量、广义刚度、模态阻尼比和广义荷载都是不一样的，系统总响应中，来自各阶模态的“贡献量”也是不一样的。对于高阶模态，当来自它们的贡献已足够小时就可以忽略。所以一般有限元计算仅取前几阶频率来考察结构的振动特性。本文对平面闸门前三阶自振频率列出数据进行比较，并根据一阶自振数据绘制板厚—自振频率图形，以便直观反映板厚与自振频率的关系。

2 板厚对闸门结构自振频率影响理论推导

众所周知，自振频率是指弹性体或弹性系统自身固有的振动频率，又称“固有频率”。是弹性体或弹性系统的固有属性，其数值与初始条件和所受外力的大小无关。对于多质点体系，忽略阻尼影响吋，自振频率与自身质量及其分布(刚度)、边界支承条件以及振动型式(称为“振型”)有关。……