大型军用飞机多轮荷载作用下水泥混凝土道面的结构响应

以伊尔-76为例,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,基于“地基-道面结构-飞机轮载”的相互作用,并采用弹簧单元模拟道面板的接缝传荷,借助ABAQUS软件建立了足尺9块水泥混凝土道面板的三维有限元分析模型。应用该模型,计算了多轮荷载不同组合作用下水泥混凝土道面的应力和变形,揭示了道面结构的力学响应,即在多轮荷载作用下,道面结构的最大应力位于轮载作用位置的板底部;与8轮荷载组合相比,16轮荷载组合作用下道面结构的应力和变形较小;而且,道面板弹性模量、基层回弹模量和地基反应模量对板底弯拉应力影响显著。     

考虑接缝影响的机场刚性道面的有限元分析

以Marc有限元软件为工具,对道面面层和接缝用板单元进行模拟,考虑面层和基层之间的界面接触,建立了基于＂地基—道面结构—飞机轮载＂的相互作用的足尺9块板水泥混凝土道面三维有限元模型,应用该模型,计算了飞机当量单轮荷载作用下刚性道面结构的力学响应,得出道面各结构层模量对板底应力的关系。     

水泥混凝土预制块道面结构参数敏感性分析北大核心

为了确定预制块道面板的结构参数,以苏-30飞机为荷载参数,利用ANSYS有限元分析软件对预制块道面版的尺寸、厚度、道面板的弹性模量、基层的厚度及回弹模量、结合程度和土基的回弹模量等因素进行了参数敏感性分析。结果表明:边长为0.5 m的预制道面板的受力状态最好;随着预制板厚度的增加,板底拉应力逐渐减小;预制板的弹性模量、基层和土基回弹模量以及结合程度对小尺寸版的影响较大,在实际工程应用中,预制道面板结构的设计参数还要参考具体情况进行调整。     

水泥混凝土预制块道面结构参数敏感性分析

为了确定预制块道面板的结构参数,以苏-30飞机为荷载参数,利用ANSYS有限元分析软件对预制块道面版的尺寸、厚度、道面板的弹性模量、基层的厚度及回弹模量、结合程度和土基的回弹模量等因素进行了参数敏感性分析。结果表明:边长为0.5 m的预制道面板的受力状态最好;随着预制板厚度的增加,板底拉应力逐渐减小;预制板的弹性模量、基层和土基回弹模量以及结合程度对小尺寸版的影响较大,在实际工程应用中,预制道面板结构的设计参数还要参考具体情况进行调整。     

不均匀轮载下沥青路面力学响应分析

基于实测不均匀轮载分布数据,采用有限元方法,研究了沥青路面结构在不均匀轮载作用下的力学响应规律,分析了剪应力、拉应力与轮胎充气压力、单轮负荷的关系,以及沥青路面最大剪应力和最大拉应力的位置;初步解释了超载对沥青路面的损坏机理。     

机场跑道下穿隧道结构稳定性影响因素研究

为研究飞机荷载作用下机场道面下穿隧道结构的稳定性,建立了机场道面-基层-土层-隧道衬砌结构协同变形的力学模型,深入分析了飞机荷载作用下道面-基层-土层-隧道衬砌结构的稳定性,重点探讨了地应力、隧道自重及飞机荷载冲击效应影响下隧道结构衬砌的位移响应、速度响应及应力演化规律。研究发现：隧道自重及地应力对土体-隧道结构整体稳定性影响较大,飞机荷载的冲击效应影响相对较小;圆形截面形式的隧道结构的稳定性最好;随着隧道结构埋置深度的增加,地应力对隧道结构稳定性的影响越严重;衬砌结构的混凝土强度越高,其稳定性越好;随着飞机荷载作用位置不同,隧道结构变形有较大的变化,且随着衬砌厚度的增加,飞机荷载的冲击效应对隧道结构的影响逐渐衰弱。     

公路飞机跑道柔性道面结构力学响应分析

利用有限元分析软件ANSYS,建立某加铺及新建高速公路飞机跑道柔性道面结构模型,模拟道面结构的实际受力状态,对公路飞机跑道道面结构力学响应进行三维数值模拟仿真分析,通过计算在不同机型飞机荷载作用下的底层拉应力和表面弯沉值,得出合理的公路飞机跑道道面承载力参数。结果表明,该加铺及新建高速公路飞机跑道道面底层弯拉应力和表面弯沉都不大,各层的底层弯拉应力均小于设计强度,道面承载能力能够满足建设要求,有效保证了工程的使用性与安全性。     

飞机荷载作用下非均匀道基动力响应分析

针对山区机场道基沿跑道方向挖填交替的特点,通过沿跑道横向Fourier变换,提出适用于飞机移动荷载作用下山区机场跑道动力响应分析的半解析有限单元法,导出相应的有限元列式,编制有限元分析程序,通过算例验证方法及程序的正确性。分析单轮荷载移动速度、机场道面结构形式以及挖填交替非均匀道基形式对道基土体动应力的影响。结果表明：道基土体动应力路径呈蛋形,各动应力分量的峰值小于单轮静压力的2%;随着荷载移动速度加快,土体动应力路径逆时针偏转,动应力峰值和影响深度明显增加;与刚性道面结构相比,柔性道面结构下土体动应力沿跑道纵向和横向衰减快,但动应力峰值和影响深度更大;挖填交替界面附近土体动应力集中,集中系数达约1.4。     

预制装配式混凝土电缆沟力学性能数值模拟分析

为研究预制装配化电缆沟在车辆荷载作用下的受力情况,针对一种预制装配式电缆沟构造形式,采用精细化有限元数值仿真对其进行了模拟分析,探究了该电缆沟在不同汽车轮压荷载、不同覆土厚度条件下的结构应力分布和位移变化规律。结果表明:在设计荷载作用下,预制装配式电缆沟的受力和变形能够满足要求,车辆轮压的作用位置和覆土厚度对结构顶板底面的竖向位移、拉应力影响显著;管壁是结构主压应力的控制构件,顶板是拉应力的控制构件;在仅受覆土荷载作用时,覆土厚度为2 m时,电缆沟顶板竖向位移、下缘拉应力值分别是覆土厚度为0.5 m时对应值的4.2倍和4.0倍;在轮压作用下,顶板混凝土底部拉应力随覆土厚度的增大呈现出先减小后增大的变化规律。     

机场装配式预应力混凝土道面冲击荷载研究与数值模拟

通过重型落锤式弯沉仪模拟飞机冲击荷载对道面的作用，测试了柔性过渡层预应力混凝土道面的板底应力和竖向位移。采用ABAQUS有限元软件建立了3D模型，以现场弯沉值和板底应力数据，校检了有限元模型拟合程度。并分析了不同冲击荷载、不同柔性过渡层厚度、不同冲击位置3个因素对柔性过渡层预应力道面板抗冲击荷载性能的影响。现场试验与数值模拟结果表明：柔性过渡层可提高预应力道面的抵抗冲击性能，提升道面板使用寿命。