军用机场沥青混凝土道面交通量换算

将飞机的主起落架的形式分为单轮、双轮和双轴双轮，双轴双轮按轮径比分为3种类型；建立以飞机作用下道面结构层最不利位置的应力疲劳等效和道面结构厚度一致的交通量换算原则，推导出了不同起落架之间交通量的换算公式；经设计验证，其交通量换算公式是正确的。     

考虑接缝影响的机场水泥混凝土道面结构响应

接缝是机场水泥混凝土道面结构的重要组成部分，通过分析道面接缝传荷机理，考虑大型军用运输机复杂起落架构型和多轮荷载的作用特点，以伊尔-76为例，采用弹簧单元模拟道面板的接缝传荷，基于“地基-道面结构-飞机轮载”的相互作用，利用有限元软件建立了足尺9块板水泥混凝土道面三维有限元模型。应用该模型，计算了飞机多轮荷载作用下水泥混凝土道面结构的力学响应，对比了考虑与不考虑接缝的差异，并与美国EverFE2．0模型计算结果进行了对比。研究表明所建模型可较好地模拟道面接缝的作用机理，计算应力能更合理地反映道面结构的受力状况。     

适应大型飞机的机场半柔性道面的力学数值分析

目前国内机场道面主要为水泥混凝土道面、较少的沥青混凝土道面,而半柔性道面在国内机场尚未得到应用。为了研究此类道面的实用性,研究了半柔性道面在具有复杂起落架的大型飞机多轮荷载下的力学响应规律。基于A380飞机,运用ANSYS,建立道面结构模型,在4轮、6轮、10轮、12轮、16轮和20轮荷载组合下进行结构的分析,获取应力、应变、弯沉的变化。经分析得出,多轮荷载组合下存在明显的叠加效应;6轮荷载组合是结构设计中的最不利组合;应多指标控制道面结构分析:以6轮荷载组合控制面层应变、基层应力、底基层应力,以10轮荷载组合控制土基顶面竖向应变,以16轮荷载组合控制弯沉。     

应用有限元计算机场道面结构适应厚度

为了计算长沙黄花机场道面结构厚度是否满足飞机运行要求,采用中国民用机场水泥砼道面厚度设计方法,应用ABAQUS通用有限元程序,计算了设计机型作用下的板边应力和砼弯拉疲劳强度,得出黄花机场道面结构适应性厚度不能适应7年评价期内的航空交通作用,必须进行加铺补强的结论。     

新一代大型飞机荷载作用下沥青道面多轮叠加效应研究

为了研究复杂起落架飞机A380荷载作用下沥青道面多轮叠加效应,建立了机场沥青道面结构三维有限元模型,分析土基材料和粒料材料非线性对半刚性基层和柔性基层沥青道面结构力学响应的影响。研究结果表明:随着轮组数的增加,轮载在道面结构内产生的响应不断增加;随着轮组数的增加,材料非线性效应对道面结构力学响应的影响逐步减弱,多轮荷载叠加效应表现明显。半刚性基层沥青道面,不同轮载组合作用时,土基非线性对道面结构的力学响应影响与线弹性的差异在5%以内;粒料非线性与土基和粒料皆为非线性时,两者之间的力学响应差异不到5%;柔性基层沥青道面,土基非线性对道面表面弯沉影响较大外,对于其他力学响应指标影响差异在5%以内;粒料非线性与粒料和土基皆为非线性两者之间的差异在5%以内,建议分析过程同时考虑土基和粒料材料的非线性特性。     

机场复合道面受多轮荷载作用的力学特性分析

建立机场水泥混凝土道面结构加铺沥青层前后的两种三维有限元模型。在A380-800F和B737-800两种通用机型轮载作用下,考虑多轮荷载的影响,分析道面结构的力学特性:包括道面表面弯沉、沥青层底及水泥混凝土层底拉应力、土基顶面压应变。结果表明:3个力学量的分布规律与轮载的布置位置相关,且受到多轮荷载效应的影响;加铺沥青层后改善了道面结构的受力状况,加铺层设计时可将沥青层底及水泥混凝土层底拉应力作为设计控制指标。     

机场复合式道面力学响应敏感性分析

为了研究不同边界条件对飞机轮载作用下机场复合式道面力学响应的影响,基于三维有限元模型,考虑临界荷位到水泥混凝土板接缝的传荷能力,获取了不同起落架构型的3种飞机(B737-300,B767-300ER和B777-300ER)轮载作用下复合式道面各层的力学响应,并对不同层间结合系数、不同沥青加铺层厚度、不同水泥板厚度及有无...     

南苏丹朱巴国际机场跑道道面层间工作状态

为了评价机场跑道道面层间工作状态,建立适用于非洲热带地区机场的典型柔性道面加铺结构模型,依托南苏丹朱巴国际机场改扩建项目,借助ABAQUS有限元软件分析道面在B767-200飞机荷载作用下的层间工作状态,并与BZZ-100标准荷载计算结果进行对比。结果表明:在2种荷载作用下,道面受剪最不利位置均出现在轮印前缘附近;加铺层材料的模量和及其厚度的增加均能降低最大剪应力的数值,且厚度较模量对最大剪应力的影响更为显著;设置柔性层可有效降低层间剪应力。     

循环荷载作用下道面和软土地基共同作用变形数值分析

采用弹粘塑性模型模拟路基和软土地基的应力应变特性，建立了动力有限元基本方程，对飞机荷载作用下道面和地基共同作用进行了有限元计算与分析，得到了循环茶荷载作用下道面和地基共同作用下变形性状。     

机场水泥混凝土道面接缝优化技术研究

接缝病害是水泥混凝土道面的主要损坏类型之一。除了飞机轮载作用和自然环境影响之外,接缝槽口的形状和尺寸对病害的形成也有一定的影响。该文基于有限元分析方法,对比研究了6种不同接缝形式下,接缝边缘位置的荷载应力和温度应力,发现接缝倒角技术能够明显改善接缝位置的应力状况。而浦东机场三跑道和虹桥机场二跑道系统的工程实践证明,接缝倒角技术不仅可以降低道面维护费用,而且还能提高道面使用的安全性和可靠性,具有明显的经济效益和社会效益。     

基于累计损伤的刚性道面结构性能评价方法

针对民用机场道面结构性能评价技术进行研究,探讨了道面结构累计损伤分析原理.按轮迹服从正态分布采用通行覆盖率计算覆盖作用次数,用累积疲劳损伤替代了“设计飞机”在交通量换算中的作用,直接计算各型飞机对道面结构总的累积疲劳损伤用于结构性能评价,提出基于累计损坏原理的道面结构性能评价技术流程.实例分析表明：该方法计算结果更合理,适应大型飞机复杂起落架荷载作用下的水泥混凝土道面结构评价.     

大型飞机荷载作用下站坪结构对地基土附加应力的影响分析

基于轴对称荷载层状弹性理论,可得垂直均布荷载作用下分层地基土的解析解;利用BISAR3软件进行计算,分析了在大型飞机多轮荷载作用下,刚性及柔性道面各结构层刚度及厚度变化时,对地基土附加应力的影响。分析结果表明:刚性道面相对于柔性道面,土基内应力扩散较大,土基顶部附加应力相对小了46 %左右;无论对于刚性道面或柔性道面,各结构层厚度变化的影响均要大于刚度变化的影响。此分析方法,可为机场站坪沉降及道面设计提供参考。     

重型飞机沥青道面结构设计

本文以现场实测为依据，采用了评估道面中应务分布的基本数学方法来分析Ｂｏｅｉｎｇ７４７等多轮起落飞机所施加荷载的作用。并以道路交通路面设计为基础开发了一些技术，绘出了供典型现代飞机使用的道面设计曲线。     

计算民用机场刚性道面面层厚度的疲劳消耗方法

现行民航机场刚性道面计算方法需要先选定设计飞机,然后将其他机型的运行架次都折算成设计飞机架次再进行板厚计算。由于机轮荷载应力与起落架构型、几何参数、胎压、轮载等存在复杂的关系,实际上很难导出不同机型间运行架次的换算关系。根据计算,现行架次换算式存在不能实现等效疲劳换算的重大缺陷。鉴此,本文提出了根据疲劳损耗确定道面面层厚度的计算方法。其优点是无需选用设计飞机,从而避免了架次换算方法不完善带来的问题或设计飞机选取不当可能引起的错误。此外,本方法还具有计算可靠性高、能分辨每种机型在道面疲劳损耗中所占份额和便于道面剩余寿命估算等优点。     

基于ABAQUS的港口刚性道面结构三维空间有限元分析

基于ABAQUS有限元软件,在Winkler地基上建立四边自由的集装箱荷载-道面结构-地基三维有限元双层板模型,进行了混凝土道面结构在集装箱重箱荷载作用下的力学响应模拟,分析了板中与板边受力条件下的刚性板的应力特性;根据道面结构层间接触的特点,考虑了双层板模型中层间相互联结与光滑无摩阻两种接触情况,对比分析了两种接触状态下混凝土板的应力特性;基于不同地基反力系数,进行了道面结构力学响应模拟,分析了地基反力系数对混凝土道面结构刚性板的弯拉应力的影响,为实际设计中节省工程材料,降低混凝土弯拉应力提供参考。     

机场复合道面基层裂缝的断裂力学分析

为了研究基层裂缝对机场复合道面结构的影响,建立了考虑基层裂缝的机场复合道面结构数值计算模型。采用弹性断裂力学理论,利用有限元软件Abaqus分析了不同基层裂缝宽度在对称荷载和非对称荷载作用下对机场道面结构应力的影响,并对混凝土板基层设传力杆与不设传力杆的两种计算模型进行了对比分析。研究结果表明:当不设传力杆时,在对称荷载作用下,基层裂缝宽度对道面应力的影响较小;非对称荷载作用下裂缝宽度对道面结构的影响较大,且A型荷载较B型荷载影响要大。不论对称荷载还是非对称荷载,设传力杆可削弱对机场道面结构的损坏。在裂缝宽度相同的情况下,非对称荷载作用下设传力杆效果比对称荷载作用效果要好,且非对称B型荷载比非对称A型荷载作用效果要好。裂缝宽度越小,传力杆作用越大。     

多轮荷载作用下的沥青道面结构响应敏感性分析

分析飞机多轮荷载作用下沥青道面表面弯沉、土基顶面竖向压应变、面层底面水平应力、基层或底基层底面水平应力对面层、基层或底基层厚度与模量、土基模量变化的敏感性。依托三维有限元平台对敏感性进行分析,选择B-777作为分析机型;以传统柔性类、沥青稳定类和半刚性道面作为分析结构。52种组合的分析结果表明:各力学响应量对土基都具有较高的敏感性,土基模量由30增至60 MPa的影响要大于60增至80 MPa;除传统柔性道面的面层底面水平应力外,底基层厚度对其他各响应量也具有较高的敏感性;层底的水平拉应力主要受上下层模量比影响,随着模量比的增加,上层底面开始出现拉应力,并逐渐增大,所以最大水平拉应力出现在传统柔性道面结构的面层底,沥青稳定基层的层底,以及半刚性基层的底基层底。     

基于多轮叠加效应的A380-800响应深度研究

以飞机荷载引起的附加应力与结构层自重应力的比值等于10%作为飞机荷载响应深度的判定标准,通过建立A380-800的主起落架模型和刚性道面的全宽度模型,采用数值计算来探讨面层模量、基层模量、垫层模量、土基模量、面层厚度、基层厚度、垫层厚度对A380-800响应深度的影响。结果表明:A380-800主起落架构型复杂,叠加效应显著,应将整个主起落架布置于道面进行响应深度的分析;道面结构层参数一定时,随着距土基顶面距离的增加,A380-800的附加应力呈非线性减小;垫层厚度和模量对A380-800响应深度影响甚微,基层厚度和面层模量对A380-800响应深度影响较小,面层厚度和基层模量对A380-800响应深度影响较大,土基模量对A380-800响应深度影响显著。     

飞机临界荷位的道面板内最大弯矩和板边弯矩分析

飞机荷载作用下的道面板内力分析是机场道面设计和承载能力评估的重要指标。目前国际普遍采用临界荷位的板边弯矩值作为依据,但实际受力分析下最大弯矩值出现的位置并不在板边,且随主起落架构型及道面结构参数的变化而变化。随着民航机型的大型化和起落架构型的复杂化,板内最大弯矩与板边弯矩之间的差别越来越不可忽视。为定量分析飞机临界荷位道面板内最大弯矩值的位置及数值同板边弯矩值的差异程度,基于半无限大弹性地基板理论并采用高精度有限元模型,分析了不同机场道面结构下多种构型的主起落架在板内临界荷位最大弯矩与板边弯矩的偏移距离及差值比例。分析结果表明:随着道面板相对刚度半径的增大,最大弯矩值位置从板边逐渐内移,随着主起落架复杂程度的增加,内移的距离会逐渐增大但变化幅度较小,内移距离范围为4～14 cm;最大弯矩值高出板边弯矩值的比例随着道面板相对刚度半径的增加出现先增大后减弱的规律,随着主起落架构型的变化略有差异,其中常见机型A319机型最高差值比例达5. 06%,A320机型最高差值比例达3. 92%,A380-800机型最高差值比例达3. 51%。     

山区高速公路爬坡路段车辙变形的有限元分析

针对坡面的荷载特性和路面的结构组合,采用3种典型车型和3种典型路面结构对路面响应应力与蠕变变形进行了三维有限元分析,研究结果表明,坡面荷载合力明显高于常规平直路段荷载;荷载接地压力的非均布效应非常显著;坡面上发生车辙变形的可能性比常规平直路段高25%以上,需要单独设计以防止车辙的发生。