基于振动频率感知的飞机跑道承载能力研究

发布时间：2024-06-02 13:44

　　飞机在机场跑道上起飞、着陆和滑行的过程中,不可避免的会对跑道结构造成冲击,长期以往,跑道的结构性能将会受到严重的影响。因此,在机场跑道的正常运行过程中,必须定期对跑道的整体性能进行一系列必要的检测,从而保证机场跑道的正常通航安全。但受限于机场高昂的运行成本以及复杂的协调组织手段,传统的落锤式弯沉仪等测试方法,已无法满足现代机场在道面承载能力检测评估过程中,所需的不停航施工检测要求。本文通过大量有限元仿真模拟和实测数据相结合的方法,创新性地将智能传感器布置在道面以下,从而达到在不影响机场跑道正常通航的情况下,完成跑道承载能力的实时评估。本文主要研究内容如下:1、分析飞机在不平整的道面上滑行时产生附加应力的力学原理,结合飞机微分振动方程,通过MATLAB软件建立基于滤波白噪声的道面不平度功率谱以及不同道面IRI值下的随机动荷载模型。2、综合考虑实际因素,运用ANSYS软件建立道面结构三维模型,基于飞机离地速度的选取范围,验证定点冲击和移动冲击模型的合理性。结合飞机滑行过程中产生的升力和由于道面不平度产生的随机动荷载,分析道面动荷载在不同工况下的激励模型。3、基于道面不平度的激励模型,将飞机...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 埋入式传感器研究现状
        1.2.2 道面动态响应研究现状
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 技术路线
第二章 道面的不平度分析
    2.1 道面不平度分析模型
        2.1.1 道面不平度功率谱分析
        2.1.2 道面不平度时间功率谱
    2.2 道面不平度激励模型
        2.2.1 道面不平度激励模型选取
        2.2.2 道面不平度激励模型模拟
    2.3 飞机滑行状态下动荷载的模拟
        2.3.1 四分之一飞机模型的简化
        2.3.2 飞机振动方程的建立
    2.4 飞机随机动荷载的求解
        2.4.1 道面不平度对随机动荷载的影响
        2.4.2 飞机滑行过程中随机动荷载变化分析
    2.5 本章小结
第三章 机场道面有限元建模及承载能力评估
    3.1 刚性道面有限元建模与求解
        3.1.1 有限元模型的建立以及参数确定
        3.1.2 动力分析方法和采样频率的选择
        3.1.3 ANSYS建模求解和数据提取
    3.2 智慧机场智能传感器的具体应用
        3.2.1 加速度传感器类型
        3.2.2 加速度检测原理
        3.2.3 跑道传感器布局
    3.3 承载能力评估
        3.3.1 基顶当量回弹模量的计算
        3.3.2 地基模量转换关系
        3.3.3 刚性道面承载能力评估
    3.4 本章小结
第四章 飞机动荷载作用下跑道动态响应
    4.1 不同道面结构参数下的跑道动态响应分析
        4.1.1 面层模量、厚度对道面振动响应影响
        4.1.2 基层模量、厚度对道面振动响应影响
        4.1.3 土基模量对道面振动响应影响
    4.2 不同滑行条件下的跑道动态响应分析
        4.2.1 道面不平度对道面振动响应影响
        4.2.2 滑行速度对道面振动响应影响
        4.2.3 飞机载重对道面振动响应影响
    4.3 道面基频的计算
        4.3.1 面层模量、面层厚度对基频的回归分析
        4.3.2 土基模量、面层厚度对基频的回归分析
        4.3.3 土基模量、基层厚度对基频的回归分析
        4.3.4 道面基频和土基下6m基频的多元回归分析
        4.3.5 道面基频和土基下6m基频计算公式的验算
    4.4 基顶当量回弹模量的计算
    4.5 本章小结
第五章 机场跑道承载能力评估
    5.1 刚性道面承载能力计算方法
    5.2 承载能力评估软件编写
        5.2.1 道面承载能力实测值算法编写
        5.2.2 道面承载能力设计值算法编写
    5.3 算例分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3987334