飞机荷载作用下机场道基动力响应及沉降分析

发布时间：2020-10-23 09:03

　　 随着国民经济的快速增长,机场数量和规模都在逐渐扩大。很多大型民用机场因地理条件限制需要建立在软土地基上,在飞机动力荷载作用下,此类机场需要解决道面在长期服役过程中的沉降问题,保证跑道的正常工作。机场跑道对于道面的平整度要求很高,所以对道面与地基在飞机荷载作用下的动力响应与变形的研究显得尤为重要,本文就飞机荷载作用下机场道面结构与软土地基的共同作用展开研究,主要工作内容如下:1、分析了机场道面结构本构模型理论与软土软化理论,在此基础上用有限元软件ABAQUS建立了机场道基结构模型。2、分析了飞机荷载的特点与模拟研究现状,建立了飞机荷载计算公式。利用Fortran语言编程和用户子程序实现了飞机荷载的移动重复加载。利用ABAQUS软件模拟了在不同起落架构型的飞机荷载作用下机场道基的响应情况。结果表明:在两种机型荷载相同时,主起落架上的机轮总数越多、起落架的平面结构越分散,所对应的竖向应力与位移最大值就越小。3、通过不同工况条件探讨了面层厚度、基层厚度以及土基模量作为敏感性因素对于机场道基在飞机荷载作用下沉降的影响,得出了三种情况下的不同结论。4、结合温州机场工程实例,建立了对应的数值模型,对机场道基在飞机荷载作用下的沉降进行了分析,并根据计算结果拟合了沉降预测公式。结果表明:利用本文预测方程得到的机场运行前期道基沉降量与实测沉降基本一致,说明采用动态弹塑性有限元法计算飞机荷载作用下的道基沉降是可行的。
【学位单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V351.11
【部分图文】：

南京航空航天大学硕士学位论文第一章 绪论1.1 引言随着国民经济的快速增长，各地的交通事业也在迅速发展，大量民航机场、高速公路、速铁路等交通设施正在兴建、计划建设之中或已经投入使用。机场作为空中运输的重要枢纽是综合运输体系的关键设施，在国家经济建设中起着举足轻重的作用，其数量和规模都在逐扩大。上世纪 90 年代，我国的民航机场总计 94 个，运输机数量总计 425 架；2010 年至 20年，我国民航机场起降架次以及机场客运量增长随年份变化如图 1.1。

飞机荷载作用下机场道基动力响应及沉降分析4、加工硬化规律材料屈服后，屈服面位置及形状与很多因素有关，如当前应力状态、塑形应变及加载等。不同的材料屈服之后，再进行加载时屈服面会出现不同的变化。硬化规律可以分为，随动硬化、混合硬化及等向硬化。在最常见的等效硬化规律下，材料应力-应变关系如图 2.3 所示。

机移动荷载时还需要考虑以下两点。首先，飞机荷载通过起落架胎作用于机场道面，进而对结构产生作用力，该作用力可以分为轮胎与道面板之间的摩擦效应产生的，在飞机加速与减速时分别相同的水平摩擦力。根据相关资料[56]，交通荷载产生的水平力占例不大，所以本文算例与工程实例研究中不考虑此部分水平力程中，受到道面不平整度的激励影响，使飞机发生振动，进而对动荷载。因此，飞机移动荷载的模拟方式可以归纳为三种：静载动振动荷载作用。作用将动荷载转化为垂直静荷载乘以相应的动载系数，静载模型如布荷载作用，表达式如下：00;( )0; P r rP rr r为飞机自身自重恒荷载，0r 为荷载分布边界到荷载中心的距离
【参考文献】

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1 张献民;董倩;吕耀志;;飞机主起落架构型对道面力学响应的影响[J];西南交通大学学报;2014年04期

2 刘子钲;赵鸿铎;;A380-800飞机荷载作用下复合道面的结构响应分析[J];西部交通科技;2014年02期

3 吕耀志;董倩;胡春飞;李明生;张建根;;跑道动荷载与国际平整度指数关系研究[J];中外公路;2013年03期

4 张磊;高玉峰;王军;;飞机荷载作用下温州机场超固结软粘土地基变形研究[J];三峡大学学报(自然科学版);2013年03期

5 张春笋;吴进良;李晓军;陈福丰;;边坡荷载作用下的边坡稳定性[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2009年03期

6 周正峰;凌建明;;基于ABAQUS的机场刚性道面结构有限元模型[J];交通运输工程学报;2009年03期

7 李伟;李达;李金钟;陈丕东;李宏涛;吴川;;城市道路半刚性路面动力性状分析[J];华北科技学院学报;2009年02期

8 刘干斌;周晔;郑荣跃;;交通荷载作用下软土路基-路面三维振动研究[J];宁波大学学报(理工版);2008年03期

9 李伟;梁波;马学宁;;车辆荷载作用下高速公路路基路面动力研究[J];山西建筑;2007年02期

10 黎冰,高玉峰,魏代现,刘汉龙;车辆荷载的影响深度及其影响因素的研究[J];岩土力学;2005年S1期

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2 王常晶;列车移动荷载作用下地基的动应力及饱和软粘土特性研究[D];浙江大学;2006年

3 梅英宝;交通荷载作用下道路与软土复合地基共同作用性状研究[D];浙江大学;2004年

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1 秦磊;飞机荷载及地下水作用下机场道基的变形研究[D];郑州大学;2017年

2 田飞;交通荷载作用下的软土地基变形研究[D];扬州大学;2014年

3 董倩;基于飞机滑行刚性道面位移场的跑道承载力研究[D];中国民航大学;2013年

4 刘新峰;交通荷载作用下超固结软土地基长期沉降研究[D];浙江大学;2012年

5 苏世毅;考虑路面平整度因素的车辆—道路耦合系统动力特性分析[D];重庆交通大学;2008年

6 陈勇;交通荷载对低路堤高速公路路基影响的数值模拟研究[D];河海大学;2006年

7 陈华;交通荷载作用下公路路基的动力有限元分析[D];兰州理工大学;2004年

8 于清;路面平整度与车辆动荷载关系的研究[D];重庆交通学院;2004年

本文编号：2852827