基于延长寿命的跑道结构参数优化研究

发布时间：2020-10-22 21:21

　　 随着大型飞机的投入运营和航空交通运输量的快速增加,一些按照原有规范设计的机场水泥混凝土道面相继出现了结构损坏、使用性能下降严重等问题,从而造成使用寿命不足,因此,这就需要对跑道在实际运营中的动态响应规律进行分析研究,以获取造成寿命不足的根本原因,进而从根本上对跑道寿命进行延长分析。以往研究表明,通过现场试验可以获取真实飞机荷载作用下机场跑道各结构层的动态响应,但限于实际条件,绝大部分学者都无法采用这种方法,为了能够获得机场实际运营状况下的跑道各结构层动态响应,本文基于丹佛国际机场项目,对跑道实测数据进行详细的分析,从而获取实际荷载作用下的跑道各结构层的动态响应规律,进而利用ABAQUS建立丹佛机场跑道精细化模型,对跑道结构参数进行优化分析,从而对延长跑道寿命进行量化分析,具体工作和结论如下:1)基于丹佛机场5年实测应变数据,获得多种机型作用下不同部位水泥混凝土道面的应变响应特征和发展规律,结论与道面实际损伤情况相符;2)通过对丹佛机场5年实测位移数据进行分析,获取不同机型作用下跑道各结构层的位移响应特征及压缩变形规律;3)基于上述分析,对丹佛机场跑道进行精细化建模,并对模型的合理性和正确性进行验证,然后开展跑道动态响应影响因素分析,并将结果与FAA所做的CC2试验结论进行对比验证,进一步证明上述针对跑道结构参数的影响分析结论的正确性;4)基于上述分析结果,通过ABAQUS计算B747机型70次作用下不同结构层参数的跑道总位移变化情况,从而获取跑道各结构层参数对跑道寿命的影响,进而提出能够延长跑道寿命的结构参数优化建议。
【学位单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V351.11
【部分图文】：

与美国陆军工程兵团的水道实验站(CEWES)签署了一份合作协议(IA)[27]在建设中的丹佛国际机场 34R 跑道起飞区建立一块试验区域，并于跑道结构仪表系统，其中包含多种类型的传感器，并在此基础上建立了一个广泛的数系统，且在测试区域两边安装了摄像机，1995 年开始试验，一直持续到 199期间收集的数据包括飞机起降架次、环境参数、天气条件和实时道面动态响数据经过处理提供给道面研究人员使用[28][29]。验设计 试验区域图 2-1 为测试区域概况，试验区域位于 34R/16L 跑道起飞区，由 16 块混凝土成，单块板长 6.10m，宽 5.72m，厚度 0.46m，板下为 0.2m 厚的水泥稳定碎3m 厚石灰稳定碎石基层，再下面为风化的基岩，因为地下水位埋深大于 30忽略其对道面力学响应的影响，道面结构及参数如图 2-1、2-2 所示。

硕士学位论文压缩位移的精度，面层厚度方向均匀划分 4 层，基层和匀划分 20 层，沿着飞机行驶方向道面板网格均为 10 等板均采用向中间逐渐加密的划分方式，总网格数量为 和 4-5 所示。

43图 4-5 正面网格划分图界条件采用足尺建模的方法模拟飞机长期荷载作用下跑道的动佛机场公开数据库中三种代表性机型实测数据分析可知量最大，为了减小计算量，本文选取 B747 机型作为目国和美国机场道面设计规范[60][61]可知，飞机主起落架轮矩形和两个半圆组成的近似椭圆形状，为了模型更加符中所规定的类椭圆形轮印面积及尺寸进行足尺建模，B示。 ABAQUS 中实现双轴双轮均布荷载的移动，本文采用是通过在 ABAQUS 中设置位移边界条件使“轮印”(
【参考文献】

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本文编号：2852109