张 健，谢智雄

(河海大学机电工程学院，江苏常州213022)

0 引 言

弧形闸门支臂结构的安全影响着整个弧形闸门的安全，根据国内外对弧形闸门事故的调查分析发现：弧形闸门产生破坏的主要原因就是闸门支臂结构的失稳破坏，并且有文献指出，只要动水压力的激振能量不是很大，闸门不容易出现整体框架结构的振动，但是支臂发生单独振动的可能性却是很大的，因而有必要对弧形闸门支臂结构的非线性振动做进一步的分析研究。

混沌来源于非线性，在非线性振动过程中有可能存在混沌现象，在线性系统中不会产生。混沌存在于某些确定性的系统中，而且不需要任何附加的随机因素。混沌振动具有以下的一些特点：由确定性因素产生，具有有界性，具有非周期性，对初始条件具有极端敏感性。本文通过有界性和非周期性来判断弧形闸门支臂结构振动是否存在混沌现象，并通过功率谱图和Lyapunov指数进一步确认了支臂结构振动确实存在混沌现象。

1 闸门支臂结构动力微分方程的建立

根据文献[1]，在一定开度下，弧形闸门泄流产生的动力荷载可以转化为周期性变化的动水荷载，在考虑到考虑非线性影响因素后，其动力屈曲方程的一般形式为

(1)

式中，A，B，C是与梁的动力屈曲模态有关的常数矩阵；I为单位阵；f为广义坐标列阵；Φ(t)为周期函数；α、β为荷载参数。

方程(1)是一个齐次非线性微分方程，而混沌只会发生在非线性系统中，因而研究方程(1)是有可能发现混沌现象的。……