阀门动力特性采用单点激振、多点测量振动加速度模态分析方法，求出模型的各阶模态频率、阻尼比和振型。另外，还利用Ansys程序对原型结构进行动力特性计算，计算中未考虑吊杆系统。
从振型说明中可知：当反弧门的轴套可以侧向移动时，阀门模型的第1频率为18.00Hz，原型值为4.03Hz；当阀门的轴套与轴配合紧密，不产生侧向移动，其模型第1频率为36.2Hz，原型值为8.1Hz，与计算的7.98Hz比较吻合。阀门的切向振动是由吊杆的弯曲振动和阀门与吊杆系统的质量振动组成的。前10阶振型中，切向振动有3阶，其余振型都与支臂弯曲有关，第10阶主要是径向振动，说明阀门径向刚度大，频率高。
流激振动特性阀门流激振动试验未模拟侧止水。闸室起始水位85.4m，出口水位63.0m.模拟2min开门（在2min时间内匀速将阀门打开）或关门正常运行工况，4min、3.5min事故关门工况，以及两门同步和单门事故关门工况。测量了阀门振动加速度、面板上的脉动压力和吊杆的动应力。根据相似律，振动加速度比尺为αr=1，动应力比尺为σr=Lr，脉动压力比尺为pr=Lr，试验成果均换算为原型值。
正常运行工况阀门在22.4m水头下双门匀速开启，2min打开阀门后，在剩余水头1.3～1.6m时关门，2min全关。
在2min开门过程中，只有0.0～0.1开度区间阀门切向振动加速度相对较大，均方根为25.37cm/s2，其它各开度阀门最大振动加速度均方根仅为4.59cm/s2，关门过程中除液压启闭机启动引起阀门切向振动加速度较大外，其它各开度振动加速度最大均方根值仅为3.89cm/s2，说明阀门振动很小。开门过程中吊杆动应力很小，最大动应力均方根为2.57MPa；关门之初为6.55MPa，其他各开度仅为1.39MPa.开门过程中阀门面板上的脉动压力最大均方根为10.54kPa，关门过程仅为4.16kPa，均出现在门楣附近，这与该处缝隙射流有关，其它部位脉动压力远比门楣处的小。门叶面板脉动压力主频为1.0Hz左右，不会与阀门发生共振。阀门从0.1开度开门至0.4开度最大振动出现在侧向，是由门侧射流引起的，原型闸门侧止水完好时，阀门侧向振动会减小；切向振动次之，径向振动最小；振动优势频率径向为6.9Hz，切向开门时为2.3Hz，关门时为14.5Hz.
双门事故关门工况船闸末级在泄水过程中有可能遇到特殊情况需要紧急关门停止泄水，由于是在动水中关门，门前会出现增压脉动，门后会出现减压脉动，甚至产生水击，使门区水流恶化，引起阀门振动。为此，做了3组模拟试验：①2min开门，全开后不间歇，4min关门；②2min开门，全开后不间歇，3.5min关门；③2min开门，开至0.5开度不间歇，4min关门（指从全开至全关所用时间）。试验结果表明：2min开门过程中阀门振动、脉动压力、吊杆应力与前述正常运行工况类似。在动水关门过程中，在0.6开度以下区间阀门振动相对较大，脉动压力和吊杆应力也较大，这是由于在此开度区间门后掺气水流紊动强烈。关门越快，这种现象越显著。4min关门，侧向振动加速度最大均方根值为22.57cm/s2，出现在0.4开度，此时阀门下游面最大脉动压力均方根值为6.94kPa；3.15min关门，它们分别增大到27.77cm/s2，9.26kPa；阀门开至0.5开度立即以4min关门，阀门振动加速度最大均方根值增大到35.80cm/s2，脉动压力均方根值为11.33kPa.
单门事故关门工况船闸检修时需要单门运行，单门事故关门的概率是极小的。在上述3组模拟条件下，单门事故关门试验结果表明：单门4min关门，阀门振动加速度均方根值为44.97cm/s2，比双门事故关门的值几乎大1倍，脉动压力最大均方根值为37.96kPa，比双门事故关门工况大1倍；3.5min关门，阀门振动加速度均方根值为45.37cm/s2，脉动压力最大均方根值为35.10kPa，分别比双门事故关门工况的大63%和54%；阀门以正常速度开至0.5开度立即4min关门，最大加速度均方根为48.55cm/s2，脉动压力均方根值为14.82kPa，均比双门事故关门对应工况的大。
结论三峡船闸末级泄水阀门的全水弹性模型试验研究结果表明，阀门在正常运行工况下除小开度振动稍大外，振动是很小的，可以安全运行。在双边阀门事故关门时，3.5min关门时阀门的振动比4min关门的大，关门越快，振动越大。单边阀门4min事故关门时，阀门振动比双边阀门4min大1倍左右。
阀门以正常速度开至0.5开度后，立即以4min关门，阀门的振动加速度和其上的脉动压力均是单门运行比双门运行的大。按3倍均方根计算阀门最大振动，最大瞬时加速度为1.46m/s2，远小于葛洲坝3号船闸泄水阀门正常运行时的振动加速度。按给定的试验条件运行，泄水管道内不会发生有害水击现象。三峡船闸末级泄水阀门在与试验类似的条件下运行振动不大，是可以安全运行的。 |
