中英文對(duì)照外文翻譯文獻(xiàn)(文檔含英文原文和中文翻譯)譯文：研究鋼弧形閘門的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性摘要由于鋼弧形閘門的結(jié)構(gòu)特征和彈力，調(diào)查對(duì)參數(shù)共振的弧形閘門的臂一直是研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題弧形弧形閘門的動(dòng)力穩(wěn)定性。在這個(gè)論文中，簡(jiǎn)化空間框架作為分析模型，根據(jù)彈性體薄壁結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)方程和梁?jiǎn)卧Ｐ秃捅”诮Y(jié)構(gòu)的梁?jiǎn)卧Ｐ停瑒?dòng)態(tài)不穩(wěn)定區(qū)域的弧形閘門可以通過有限元的方法，應(yīng)用有限元的方法計(jì)算動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定性的主要區(qū)域的弧形弧形閘門工作。此外，結(jié)合物理和數(shù)值模型，對(duì)識(shí)別新方法的參數(shù)共振鋼弧形閘門提出了調(diào)查，本文不僅是重要的改進(jìn)弧形閘門的參數(shù)振動(dòng)的計(jì)算方法，但也為進(jìn)一步研究弧形弧形閘門結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。簡(jiǎn)介低舉升力，沒有門槽，好流型，和操作方便等優(yōu)點(diǎn)，使鋼弧形閘門已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水工建筑物。弧形閘門的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是液壓完全作用于弧形閘門，通過門葉和主大梁，所以弧形閘門臂是主要的組件確保弧形閘門安全操作。如果周期性軸向載荷作用于手臂，手臂的不穩(wěn)定是在一定條件下可能發(fā)生。調(diào)查指出:在弧形閘門的20次事故中，除了極特殊的破壞情況下，弧形閘門的破壞的原因是弧形閘門臂的不穩(wěn)定;此外，明顯的動(dòng)態(tài)作用下發(fā)生破壞。例如:張山閘，位于中國的江蘇省，包括36個(gè)弧形閘門。當(dāng)一個(gè)弧形閘門打開放水時(shí)，門被破壞了，而其他弧形閘門則關(guān)閉，受到靜態(tài)靜水壓力仍然是一樣的，很明顯，一個(gè)動(dòng)態(tài)的加載是造成的弧形閘門破壞一個(gè)主要因素。因此弧形閘門臂的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定是造成弧形閘門(特別是低水頭的弧形閘門)破壞的主要原是毫無疑問。基于弧形閘門結(jié)構(gòu)和作用力的特點(diǎn)，研究鋼弧形閘門專注于研究弧形閘門臂的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定。在1980年的，教授閆世武，教授張繼光公認(rèn)的參數(shù)振動(dòng)引起的弧形閘門臂動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定的是原因之一。他們提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的分析方法，近年來，在一些文獻(xiàn)中廣泛地被引用進(jìn)來調(diào)查。然而，這些調(diào)查的得到都基于模型，弧形閘門臂被視為平面簡(jiǎn)單的梁，由于弧形弧形閘門是一個(gè)復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，三維效果非常明顯，平面簡(jiǎn)單的梁的模型無法揭示這個(gè)空間效果，并不能精確的體現(xiàn)弧形閘門臂的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定性，本文提出一種計(jì)算方法用于分析弧形閘門的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定。通過水模型實(shí)驗(yàn),通過物理和數(shù)值模型方法的結(jié)合，對(duì)弧形閘門臂參數(shù)共振的預(yù)測(cè)進(jìn)行詳細(xì)描述。彈性體擾動(dòng)方程當(dāng)結(jié)構(gòu)受到振動(dòng)荷載時(shí)，可能由于軸向的周期性的力而使其動(dòng)力不穩(wěn)定。方程(1)被應(yīng)用于分析結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。如果結(jié)構(gòu)是阻尼的,方程可以寫成在方程式（2）中添加了阻尼。[C]是阻尼矩陣。[M]是質(zhì)量矩陣。[K]是結(jié)構(gòu)獨(dú)立的彈性剛度矩陣。[Kgs]和[Kgt]是靜態(tài)和時(shí)間相關(guān)組件的幾何剛度矩陣。θ是振動(dòng)荷載的頻率。這個(gè)方程參數(shù)振動(dòng)的控制方程，解這個(gè)方程和對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析比解決方程（1）要復(fù)雜得多。動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定的區(qū)域通過分析的控制方程[2]的特點(diǎn),我們可以知道,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的狀態(tài)的時(shí)間方程周期解為T和2T,T=2π/θ。當(dāng)方程的周期解與2T時(shí),結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性很容易激發(fā)。周期解 為2T的區(qū)域的主要的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定區(qū)域,也就是說,θ=2ωj作為干擾頻率,ωj是jth結(jié)構(gòu)的固有頻率,jth主要區(qū)域的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定是可以計(jì)算的。主要不穩(wěn)定區(qū)域的邊界可以方程(3)確定。[Kgs]和[Kgt]可以給定外部負(fù)載時(shí)確定。因此，θ的范圍可以得到。當(dāng)θ值在這個(gè)范圍內(nèi)時(shí)結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的。通過增加外部負(fù)載的值，動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定的區(qū)域是可以得到的。當(dāng)結(jié)構(gòu)在接頭處承受垂直載荷時(shí)，軸向力也是可以確定的。對(duì)于結(jié)構(gòu)來說，在確定幾何剛度矩陣之前對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析是很有必要的，[Kgt]和θ是有關(guān)的，但是通過計(jì)算表明如果θ的值在一個(gè)很小的范圍內(nèi)改變，這個(gè)承受垂直荷載結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)的軸向力沒有顯著的變化，例如P0sinθt。這可以歸因于結(jié)構(gòu)令人不安的頻率和縱向固有振動(dòng)頻率巨大的不同。動(dòng)態(tài)系數(shù)沒有多大變化，所以可以視為常數(shù)。因此,jth的主要?jiǎng)討B(tài)不穩(wěn)定的地區(qū)可以通過軸向干擾力的頻率2ωj來確定。通過以上分析，方程(3)可以通過擾動(dòng)法來解。薄壁結(jié)構(gòu)的梁?jiǎn)卧Ｐ陀^察薄壁結(jié)構(gòu)在約束扭轉(zhuǎn)所引起的彎曲對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)變和應(yīng)力有非常顯著影響。為了考慮薄壁梁的翹曲的影響，采用了一個(gè)以空間梁?jiǎn)卧治瞿Ｐ蜑榛A(chǔ)的改進(jìn)了的位移模型。如果我們承認(rèn)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)(即在一個(gè)元素，14個(gè)變量)定義撓曲形狀,我們可以假設(shè)這些是由一個(gè)立方體給出。其中?是扭曲，λ是扭曲系數(shù)，λ依賴于梁截面形狀。定義的14的常量必須是獨(dú)特14節(jié)點(diǎn)位移，形狀函數(shù)的表達(dá)式可以推導(dǎo)出基于14常量。最后，有關(guān)薄壁梁的一個(gè)新的剛度矩陣，一個(gè)新的靜態(tài)幾何剛度矩陣和一個(gè)新的靜態(tài)幾何剛度矩陣酒可以被推導(dǎo)出來，這個(gè)適用于任何形狀和截面薄壁梁(打開或關(guān)閉)。慮薄壁梁的發(fā)生變形的可能也被考慮在內(nèi)了。總結(jié)在本文中，基于弧形閘門的簡(jiǎn)化模型，提出一個(gè)用于了獲取動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定地區(qū)方法，該方法考慮到了空間的影響，它還可以考慮到薄壁梁可能發(fā)生的變形模式，例如張力或壓縮、剪切、彎曲、扭轉(zhuǎn)、翹曲。為了使這個(gè)方法可以被應(yīng)用在實(shí)際項(xiàng)目中，應(yīng)用物理和數(shù)值模型，介紹了一種認(rèn)識(shí)弧形閘門共振參數(shù)鋼方法。這些調(diào)查對(duì)于振動(dòng)對(duì)弧形閘門的影響的可靠性評(píng)估是十分重要的提高。作為一個(gè)在水里的結(jié)構(gòu)，閘門將不可避免地與流體相互作用，對(duì)有關(guān)流體于結(jié)構(gòu)的相互作用對(duì)動(dòng)力不穩(wěn)定性的影響以及弧形閘門動(dòng)力不穩(wěn)定性理解的提高做進(jìn)一步研究是十分有必要的。RESEARCHONDYNAMICSTABILITYOFSTEELRADIALGATESAbstractDuetothesteelradialgates’characteristicsofstructuralandactingforces,theinvestigationonparametricresonanceofradialgates’armshasalwaysbeenthehottopicintheresearchfieldofradialgate’sdynamicstability.Inthispaper,thesimplifiedspaceframeistakenastheanalyticalmodel,andaccordingtotheelastomerperturbationequationandbeamelementmodelofthin-walledstructure,thedynamicinstabilityregionofradialgatescanbeobtainedbythefiniteelementmethod,thenthecomputationalmethodisappliedtocalculatethemainregionsofdynamicinstabilityforaworkingradialgate.Furthermore,combingwiththephysicalandnumericalmodels,anewmethodrecognizingtheparameterresonanceofsteelradialgatesisproposed.Theinvestigations,inthispaper,arenotonlyimportantimprovementfortheradialgates’parametricvibrationcomputationalmethod,butalsoasolidfoundationforfurtherstudyonthedynamicstabilityofradialgatestructure.IntroductionForthemeritssuchaslowliftingforce,withoutgateslots,goodflowpattern,andconvenientoperationetc,steelradialgateshavebeenwidelyappliedinhydraulicbuildings.Thestructurecharacteristicofradialgatesisthatthehydraulicpressureentirelyactsonarmsofradialgatesthroughgateleafandmainbeams,soarmsofradialgatesaremajorcomponentswhichensuretheradialgatessafetyoperation.Iftheperiodicaxialloadactsonarms,theinstabilityofthearmsislikelytooccurundercertaincondition.Theinvestigationpointsout:in20accidentsofradialgates,excepttheextremelyspecialdestructioncases,thereasonforthedestructionofradialgatesistheinstabilityofthearms;moreover,thedestructionoccursundertheobviousdynamicaction.Forexample:zhangShanSluice,locatedinJangSuprovinceofChina,consistsof36radialgates.Whenitisopenandreleasesdischarge,onegateisdestroyed,whiletheothersthatareclosedandsubjectedtostatichydrostaticpressurearestillperfect,obviously,adynamicloadingisaprimaryfactorwhichcausesthedestructionofradialgates.Thereforedynamicinstabilityofarmsisthemainreasonforthedestructionofradialgates(lowheadradialgatesparticularly)istoallowofnodoubt.Basedontheradialgates’characteristicsofstructuralandactingforces,researchworkofsteelradialgatesisfocusedonthedynamicinstabilityofarms.In1980's,ProfessorYanShiwu,ProfessorZhangJiGuang[1]recognizedparametricvibrationwasoneofreasonscauseddynamicinstabilityofarmsandpresentedasimpleanalyticalmethod,inrecentyears,aseriesofinvestigationshavebeenwidelyseeninsomeliteratures.However,theseinvestigationsareobtainedbasedonamodelthatarmisregardedasaplanesimplebeam,becausetheradialgateisacomplexspacestructure,thethree-dimensionaleffectisextremelyobvious,theplanesimplebeammodelisunabletorevealthisspaceeffect,andcannotpreciselymanifesttheruleofthearms’dynamicinstability,thispaperpresentsacomputationalmethodwhichisusedtoanalyzethedynamicinstabilityofradialgates.Byahydroelasticmodelexperiment,anewmethodcombingwiththephysicalandnumericalmodeltopredicttheparametricresonanceofradialgates’armsisdescribedindetail.TheElastomerPerturbationEquationThestructureislikelytosubjecttobedynamicinstabilitybecauseofaxiallyperiodicforcewhenthestructureisactedonbyvibrationload.Equation(1)isappliedinanalyzingdynamicstabilityofstructure.Ifthestructureisdamped,theequationcanbewrittenas:ThetermofdampingisaddedinEquation(2),where[C]isthedampingmatrix.[M]isthemassmatrixand[K]istheelasticstiffnessmatrixofthestructurerespectively;[Kgs]and[Kgt]arethestaticandtimedependentcomponentsofthegeometricstiffnessmatrixes;andθisthefrequencyofthevibrationload.Thisequationisagoverningequationforparametervibration.TosolvetheEquationandtoanalyzethedynamicstabilityofthestructureismorecomplicatedthantosolveEquation(l).TheRegionsoftheDynamicInstabilityBymeansofaconcreteanalysisofthecharacterofthegoverningequation[2],itisknownthattheconditionofstructureinstabilityistheequationwithperiodicsolutionofperiodsTand2T,whereT=2π/θ.WhenthereisaperiodicsolutionwithPeriod2Tintheequation,theinstabilityofstructurecanbeexcitedveryeasily.Theregionswithperiodicsolutionof2Tarethemainregionsofdynamicinstability,thatis,θ=2ωjistakenasdisturbingfrequency,whereωjisjthenaturalfrequencyofstructure,andthemainregionsofjthdynamicinstabilitycanbecalculated.TheboundariesofamainunstableregioncanbedeterminedwithEquation(3).[Kgs]and[Kgt]canbedeterminedwhentheexternalloadisgiven.Therefore,therangeofθcanbeobtained.Thestructureisunstablewhenθisinthisrange.Byincreasingthevalueoftheexternalload,theboundariesofregionsofdynamicinstabilitycanbeachieved.Theaxialforcecanbedetermineddirectlywhenthestructureissubjectedtoverticalloadsatjoints.Forthestructure,itisnecessarytoanalyzethestructuredynamicallybeforethegeometricstiffnessmatrixisobtained,[Kgt]isrelatedtoθ,butthecalculationindicatesthatifthevalueofθischangedinaquitesmallrange,therewillbenosignificantchangeofdynamicaxialforceinthestructurewhichissubjectedtotheverticaldynamicload,suchasP0sinθt.Thiscanbeattributedtothelargedifferencebetweenthedisturbingfrequencyandlongitudinalnaturalvibrationfrequencyofthestructure.Thedynamiccoefficient,whichdoesnotchangedmuch,canberegardedasconstant.Thusthejthmaindynamicunstableregionscanbedeterminedbymeansoftheaxialdisturbingforcewithfrequency2ωj.Fromtheaboveanalysis,Equation(3)canbesolvedbymeansofperturbationmethod[2].BeamElementModeloftheThin-walledStructureItisobservedinthethin-walledstructurethatwarpingwhichiscausedbyrestrainedtorsionhaveasignificanteffectonthestrainandstressofthestructure.Inordertoconsidertheeffectofthewarpingofthethin-walledbeam,animproveddisplacementmodelisadoptedbasedonthespacebeamelementanalyticalmodel.Ifweacceptthatinanelementtwonodes(i.e.,14variables)definethedeflectedshape,wecanassumethesetobegivenbyacubic.Where?isthewarpingangle,λisthewarpingcoefficientwhichisdependentuponthebeamcross-sectionshape[4].The14constantsahavetobeuniquelydefinedby14nodaldisplacements,theexpressionsfortheshapefunctionscanbederivedbasingonthe14constantsa.Finally,anewstiffnessmatrix,anewstaticgeometricstiffnessmatrixesandanewstaticgeometricastiffnessmatrixofthin-walledbeamelementsarederived,whichisapplicabletothinwalledbeamswithcross-sectionsofanyshape(eit