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试论荷载基于飞机滑行刚性道面位移场的跑道承载力本科毕业论文
昼夜起降,关闭跑道将带来巨大的经济和社会影响。由此,对于飞机不停航条件下跑道承载力的评定一直是工程界的难题。本论文在国家自然科学基金的资助下,通过大量有限元仿真模拟与论述分析,建立了一套从采集飞机滑行历程中道面的振动加快度为测试手段、从实测动位移反演跑道各结构层强度为核心的承载力评定办法。主要工作与成果
摘要:机场跑道作为飞机起降时的主要基础设施,其承载力检测可靠性直接联系到飞机的运营安全。目前针对场道承载力的检测多采取重锤式弯沉仪技术(HWD),此办法用重锤冲击模拟单个机轮荷载对道面的意义,其大小、影响深度与飞机总荷载不具可比性;另外测试需关闭跑道,对于繁忙的大型机场,飞机昼夜起降,关闭跑道将带来巨大的经济和社会影响。由此,对于飞机不停航条件下跑道承载力的评定一直是工程界的难题。本论文在国家自然科学基金的资助下,通过大量有限元仿真模拟与论述分析,建立了一套从采集飞机滑行历程中道面的振动加快度为测试手段、从实测动位移反演跑道各结构层强度为核心的承载力评定办法。主要工作与成果如下:1、考虑道面不平整度、飞机升力、滑行速度等参数的影响,建立了基于国际平整度指数IRI的飞机动荷载系数模型,此模型可分析飞机在起降历程中对道面的实时意义力。2、考虑道面板间接缝,采取弹簧单元模拟传力杆接缝剪力的传递,建立了基于弹性层状系统的初始有限元模型,并对模型的精度进行验证;研究了不同飞机动荷载对地基的影响深度,用从确定后续有限元建模时的土基厚度,结果表明,土基影响深度与道面结构、飞机重量、起落架构型有关。3、计算了飞机意义于道面板不同位置处整个道面宽度的弯沉盆曲线。应用制约变量法逐次调整道面面层、基层、垫层及土基的弹性模量,分析测试区域位移的变化规律,确定了道面结构层强度反演历程中的关键制约参数;对大量的有限元数据进行回归,建立了道面位移与面层弹性模量、土基弹性模量、面层厚度的数学联系模型;实现了基顶回弹模量与基顶反应模量的转换,为跑道承载力计算的程序化提供论述依据。4、提出了不停航条件下道面强度的无损检测案例,将全新检测技术运用于华北、云南两个不同等级的机场,验证了检测手段与论述的可行性,取得了较好的工程实效。 关键词:刚性道面论文 动荷载系数论文 影响深度论文 竖向位移论文 模量转换论文
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    摘要5-6

    Abstract6-8

    目录8-10

    第一章 绪论10-15

    1.1 探讨背景和作用10-11

    1.2 国内外探讨近况11-12

    1.3 本论文探讨的主要内容12-15

    第二章 飞机滑行历程中的动荷载系数15-21

    2.1 机场道面动荷载系数与国际平整度指数联系15-16

    2.2 机场道面动荷载系数变化规律16-19

    2.3 实际算例19-20

    2.4 本章小结20-21

    第三章 飞机动荷载意义下土基影响深度的确定21-39

    3.1 机场道面土基影响深度的提出与判别标准21-23

    3.1.1 土基影响深度的提出21-22

    3.1.2 飞机动荷载对土基影响深度判别标准22-23

    3.2 附加应力与自重应力的计算论述23-24

    3.2.1 矩形面积均布荷载意义时土中竖向附加应力计算23-24

    3.2.2 机场跑道结构自重应力计算论述24

    3.3 有限元办法确定土基影响深度24-38

    3.3.1 地基模型与选取25-26

    3.3.2 接缝的模拟与刚度26-29

    3.3.3 飞机单轮荷载及轮印面积29-30

    3.3.4 模型的初步建立与精度验证30-33

    3.3.5 初始有限元建模中土基厚度的确定33-34

    3.3.6 不同机型意义下的影响深度34-37

    3.3.7 影响深度随面层厚度的变化37-38

    3.3.8 影响深度随面层弹性模量的变化38

    3.4 本章小结38-39

    第四章 水泥混凝土道面位移场探讨及模量转换39-56

    4.1 不同荷载意义位置力学响应分析39-41

    4.2 位移场影响因素分析41-44

    4.3 竖向位移与土基回弹模量联系模型的建立44-47

    4.4 模量转换47-54

    4.4.1 有限元模型及精度验证48-50

    4.4.2 地基模量转换联系模型50-54

    4.5 本章小结54-56

    第五章 现场试验与实例分析56-70

    5.1 试验设备56

    5.2 试验安全性论证与防范56-58

    5.2.1 安全性论证56-58

    5.2.2 试验安全防范措施58

    5.3 华北某机场联络道现场试验58-63

    5.3.1 工程背景58-59

    5.3.2 测试办法与测线布置59-60

    5.3.3 数据处理60-62

    5.3.4 试验数据与模型结合分析62-63

    5.4 云南某机场跑道现场试验63-69

    5.4.1 工程背景63-64

    5.4.2 测线布设64

    5.4.3 数据处理64-66

    5.4.4 试验数据与模型结合分析66-69

    5.5 本章小结69-70

    第六章 结论与展望70-72

    致谢72-73

    参考文献73-76

    作者介绍76-77

、考虑道面板间接缝,采取弹簧单元模拟传力杆接缝剪力的传递,建立了基于弹性层状系统的初始有限元模型,并对模型的精度进行验证;研究了不同飞机动荷载对地基的影响深度,用从确定后续有限元建模时的土基厚度,结果表明,土基影响深度与道面结构、飞机重量、起落架构型有关。3、计算了飞机意义于道面板不同位置处整个道面宽度的弯

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