水工结构流激振动水弹性模型研究及应用实例

　　1  绪论
　　1.1  水工结构的流激振动
　　1.2  水工泄水结构流激振动工程实例
　　1.2.1  水工闸门的流激振动
　　1.2.2  水电站拦污栅的流激振动
　　1.2.3  消力池分水隔墙的流激振劝
　　1.2.4  水电站厂房的流激振动
　　1.2.5  薄拱坝坝身泄洪的流激振动
　　1.3  水工结构流激振动水弹性模型的发展
　　2  水弹性振动相似准则
　　2.1  相似原理
　　2.2  水工结构上的作用力及其比例尺
　　2.2.1  作用力及其比例尺
　　2.2.2  动力相似准则
　　2.3  几个重要物理量的比例尺
　　2.4  重力不起控制作用的流动系统中水弹性振动相似准则
　　2.5  闸门启闭杆和吊绳的水弹性模拟
　　2.6  关于变态水弹性模型
　　2.6.1  根据弹性应变律导出构件纵向振动变态模拟方法
　　2.6.2  根据弹性梁的微分方程导出弯曲振动变态模拟方法
　　2.6.3  关于扭转振动的变态模拟方法
　　2.6.4  关于质量的变态模拟方法
　　3  水弹性相似模型材料
　　3.1  钢结构水弹性相似模型材料
　　3.2  混凝土结构水弹性相似模型材料
　　3.3  材料动力特性测试
　　3.3.1  材料动弹模测试
　　3.3.2  材料密度测试
　　3.3.3  模型材料阻尼比测试
　　4  流激振动模型设计与制作
　　4.1  水工钢闸门水弹性模型
　　4.2  水工建筑物水弹性模型
　　4.3  水工水力学模型
　　5  实验模态分析
　　5.1  实验模态分析的理论基础
　　5.2  实验模态分析方法
　　5.2.1  脉冲激振法原理
　　5.2.2  脉冲宽度的控制
　　5.2.3  采样时间间隔△t的选取
　　5.2.4  变时基传递函数细化新方法
　　5.2.5  窗函数在脉冲激振试验中的使用
　　5.2.6  锤击法模态分析应注意的几个问题
　　5.3  模态分析仪器及设备
　　6  流激振动试验
　　6.1  试验条件
　　6.1.1  水力学条件模拟
　　6.1.2  止水条件模拟
　　6.1.3  减振措施试验研究
　　6.1.4  通气条件模拟
　　6.2  测量参数与测点布置
　　6.2.1  振动加速度测量
　　……
　　7  闸门结构的动力稳定性
　　8  水工结构振动原型观测
　　9  闸门流激振动全水弹性模型试验的原型验证
　　10  关于闸门流激振动的安全评价标准
　　11  水工结构流激振动水弹性模型研究实例
　　附录：水工闸门与高拱坝流激振动完全弹性模型照片集锦
　　参考文献

　　    吴杰芳，男，1939年2月生，河南省孟州市人，教授级高级工程师，中共党员。1964年毕业于原武汉水利电力学院数学力学专业。曾任长江科学院爆破与振动所副所长，兼湖北省振动工程学会常务理事和长江科学院院报编委。l985--1986年在美国进修大坝抗震技术，回国后，一直从事工程结构振动和抗震研究工作，完成多项国家“七五”、“八五”、“九五”重点科技攻关研究项目。曾主持完成葛洲坝二江泄水闸闸墩、隔河岩重力拱坝，丹江口土坝与混凝土坝联结段、三峡船闸高边坡、三峡垂直升船机塔柱结构、南水北调穿黄渡槽和穿黄隧洞等重大工程结构的抗震计算和模型试验研究。曾引进变态水弹性模型技术研究闸门的流激振动问题，为提高水弹性振动模拟试验技术，主持研制成功适合于钢结构流激振动模型试验的水弹性模型材料，获得国家发明专利，使水工钢闸门的流激振动试验模型达到全水弹性相似，并在主持完成的国家“九五”重点科技攻关项目如三峡大坝导流底孔弧形闸门流激振动、三峡大坝深孔弧形闸门流激振动、三峡电站排沙底孔闸门流激振动及三峡船闸末级泄水阀门流激振动，以及其他工程多个钢闸门的水弹性模型试验研究中得到应用，取得良好效果。开展过高拱坝坝身集中泄洪流激振动水弹性模型试验研究；从事过各种大型水工闸门和大坝流激振动的原型观测，撰写数十篇科研报告。在国内外刊物和国际会议上发表论文20余篇，主编《水工结构流激振动译文集》，并参与撰写《三峡工程科学试验与研究》丛书。

　　    《水工结构流激振动水弹性模型研究及应用实例》共11章，系统介绍了水工结构的流激振动问题及其模型研究方法的发展、水弹性振动相似理论、水弹性模型材料、模型设计与制作、实验模态分析和流激振动试验技术、原型振动观测，以及水弹性模型的原型验证，讨论了闸门结构的动力稳定性和闸门流激振动的安全评价标准，提供了三个各具特色的水工结构流激振动水弹性模型试验研究实例和许多模型照片。
　　    《水工结构流激振动水弹性模型研究及应用实例》可供水利水电工程设计人员、科研人员，以及相关专业本科生、研究生和教师参考使用。