CESSNA172R飞机前轮转弯动作筒常见故障及分析

CESSNA 172R飞机前轮转弯动作筒为一"半刚性"连接件,其工作原理是飞行员操纵飞机在地面正常滑行或转弯时,一侧的动作筒在脚蹬机构的作用下产生拉力,由于弹簧预紧力大于机轮转弯摩擦力,该动作筒运动如同刚体运动,另一侧的动作筒随动,此时前轮转弯力矩由脚蹬带动动作筒产生,转弯角度为±10°,从而带动前起落架支柱操纵飞机进行转弯。本文主要介绍了在前轮转弯动作筒维护过程中遇到的常见故障、故障分析及经验总结。     

飞机主起落架移动荷载作用下道基动力响应分析

飞机起降过程中主起落架移动荷载引起的跑道道基土体循环动应力是导致跑道沉降和差异沉降的主要原因。采用移动荷载作用下跑道动力响应半解析有限单元法,基于叠加原理分析了B747-400和A380-800客机主起落架轮组移动荷载作用下道基土体动应力响应规律。分析结果表明:在B747-400和A380-800客机主起落架移动荷载作用下,道基浅层土体竖向正应力沿横向呈倒锅底型分布,荷载影响深度可达13 m;主起落架机轮分布对浅层道基土体竖向正应力影响较大,对深层土体影响不大;飞机移动速度对浅层道基土体竖向正应力分布影响较小,但对深层土体影响较明显,当飞机滑行速度达到60~80 m/s时,荷载影响深度达静力分析时的1.5~1.7倍;采用柔性道面板时,浅层土体竖向正应力较刚性道面结构时增加约50%,荷载影响深度增加约10%。     

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。     

飞机滑行下机场跑道实测动力响应分析

为真实反映机场跑道的动力响应,根据丹佛国际机场跑道的现场实测数据,选取主起落架构型不同的波音727、DC-10、波音777三种机型,对机场跑道的应变和弯沉进行分析。分析结果表明:在板内或者横缝板边,板的应变-时间曲线中波峰的数量与主起落架轮轴的数量相等;板的弯沉-时间曲线在板内只有一个波峰,而在横缝板边,波峰的数量与主起落架轮轴的数量相等;应变-时间曲线与弯沉-时间曲线在板内均具有对称性,而在横缝板边具有非对称性;机场跑道纵向应变与时间曲线的曲率变化容易引起机场跑道混凝土板疲劳;板的横缝处,从南边板向北边板相对于从北边板向南边板的荷载传递系数偏大;板的弯沉主要是由飞机主起落架单个轮轴承担的载荷引起,横缝板边弯沉峰值大于板内弯沉峰值;轮胎下方板的应变要大于轮轴两轮之间板的应变,而弯沉恰好相反。相关成果对机场跑道智能设计及后期维护具有一定参考价值。     

适应大型特种飞机的机场水泥混凝土道面结构设计方法

对适应大型特种飞机的机场水泥混凝土道面的损坏模式、设计标准和厚度计算方法进行研究。明确了大型特种飞机荷载重、起落架复杂的特点;三维有限元分析的结果表明,其多轮叠加效应明显,建议在道面结构设计中考虑全起落架荷载。针对大型特种飞机的特点提出以9块板三维有限元模型作为力学分析模型,以板疲劳断裂作为损坏模式,基于累积损伤原理考虑混合交通。基于Miner原理,给出了累积损伤因子CDF的计算公式,并以CDF接近1(道面达到50%的开裂密度)作为道面设计标准。详细分析了不同机型通行-覆盖率的计算方法,以此为基础形成了各机型预期覆盖次数的计算方法。系统对比了国内外的水泥混凝土道面疲劳方程,建议以美国NCHRP1-26提出的疲劳方程作为现阶段构建水泥混凝土道面设计方法的基础,并进一步明确了允许覆盖次数的计算方法。综合提出了适应大型特种飞机的机场水泥混凝土道面结构设计流程。     

曲线侧向荷载作用下框架-剪力墙结构中剪力墙数量的确定

本文首先建立了能包含均布侧向荷载、倒三角形侧向荷载、幂级数侧向荷载等常见侧向荷载的拟合二次曲线侧向荷载分布形式。推导了二次曲线侧向荷载分布作用下，框架-剪力墙结构的水平位移曲线。给出了以最大层问弹性位移角为控制量，确定二次曲线侧向荷载分布作用下框架-剪力墙结构所需的剪力墙数量的方法。最后给出的算例。证实了本文方法及公式的合理性，探讨了侧向荷载类型对所需剪力墙数量的影响。     

转弯移动荷载下机场复合道面轮辙研究

复合道面转弯区因同时受竖向力和水平侧向推力作用,再加上速度慢、作用时间长和高温天气条件,容易产生轮辙破坏,威胁航空器安全运行。因此,通过分析转弯移动荷载作用次数,基于复合道面三维有限元模型采用变形等效原则将转弯移动荷载等效为循环荷载波形式,并结合昆明地区环境温度条件建立转弯区轮辙分析有限元模型,分析温度、转弯速度、加铺层厚度及胎压对轮辙变形的影响规律发现：温度对轮辙发展影响巨大,20℃~30℃时轮辙变形很小,最大为3.05mm;40℃时轮辙量达14.5mm,50℃时轮辙量达22.74mm;随着转弯速度的增加,轮辙深度逐渐减小,超速较低速时减小23%,而综合轮辙深度指标（CRD）逐渐增大,超速时为低速时的8倍,表明水平侧推力对轮辙变形影响增强;轮辙深度随加铺层厚度先增大后减小,而CRD值随加铺层厚度增加小幅降低,加铺层厚度由10cm增加至20cm时,CRD值仅降低0.03;轮辙深度随胎压呈线性变化。进一步考虑温度、速度、加铺层厚度和胎压修正系数建立复合道面转弯区轮辙发展预估公式。     

飞机滑行荷载对下部隧道结构的动力响应影响分析

飞机荷载对下穿隧道结构变形和稳定性的影响是工程中考虑的重要问题。为了研究在飞机荷载作用下,下穿隧道结构的动力响应特性,文章以成都轨道交通10号线二期双流机场2航站楼站-双流西站盾构区间工程为背景,采用三维数值分析方法,研究了飞机滑行通过下穿盾构隧道区域时,隧道结构的动力特性规律,通过分析得到了有关飞机荷载对下部隧道结构的力学影响。     

1.5t铁路叉车转向机构运动轨迹分析与改进设计

叉车转向机构的作用与功能是改变叉车的行驶方向或保持叉车直线行驶。转向机构性能的好坏直接关系到叉车的行驶安全、作业效率以及驾驶员的劳动强度。 我厂最初生产的1.5t铁路叉车,在检验中发现后轮转弯时跑出的实际轨迹呈椭圆状,而不是圆形。没有满足正确运动规律,不符合叉车设计对转向机构的要求。 叉车设计对转向机构的要求是:叉车转弯时各转向轮无滑动地滚动。从叉车转弯的实际轨迹可知,叉车转弯时各转向轮没有绕一定点作转动,即轮胎不是纯滚动,而在滚动过程中有滑动。因此,实际转弯时轮胎跑出的轨迹就成了椭圆形。     

水罐消防车转弯工况下侧倾稳定性分析

计算各轮垂向荷载,建立车辆转弯工况下侧翻临界速度的数学模型;分析水罐侧倾时的液体分布,计算水罐消防车车体发生侧倾时水罐中液体对车辆侧倾角影响,对侧翻临界速度模型进行优化;选用某型水罐消防车结构参数,运用MATLAB仿真速度模型,并与TruckSim软件仿真结果进行对比。结果表明,所建立的速度模型与其他速度模型所得结果相近,且更接近实际情况,水罐液体的影响使安全行驶速度降低,可将内侧后轮侧翻的临界速度作为转弯的安全车速。     

飞机移动荷载作用下跑道地基响应范围变化规律

针对目前机场场道工程设计中未考虑飞机移动荷载特性、道面结构及地基土特性与土基影响深度之间关系的状况,基于国际平整度指数IRI的飞机移动荷载计算理论和层状弹性体系理论,构建了考虑道面结构—土基—飞机移动荷载的动力分析模型。系统分析了不同道面结构和不同机型在土基顶面产生的最大附加动应力分布规律,获得了飞机移动过程中最大附加动应力横向影响范围及随深度的变化规律。研究结果为机场场道工程设计及优化提供了理论依据和参考。     

Evaluation of performance characteristics of the heavy vehicle simulator in Florida

The Florida Department of Transportation (FDOT) Materials Office has recently acquired a heavy vehicle simulator (HVS) and constructed an accelerated pavement testing (APT) facility which uses this HVS. An investigation was conducted to evaluate the operational performance of the HVS, and to determine its most effective test configurations for use in evaluating the rutting performance of pavement materials and/or designs under typical Florida traffic and climate conditions. Five trial runs with the HVS used a super single tire with a load of 4082 kg, tire pressure of 793 kPa and a wheel traveling speed of 12.9 km/h. These five trial runs used different combinations of wheel traveling direction (uni-directional or bi-directional), total wheel wander and wander increments. The uni-directional loading was found to be a more efficient mode for evaluation of rutting performance using the HVS. As compared with the bi-directional loading mode, the uni-directional mode produced substantially higher rut depths for the same number of wheel passes and also for the same testing time duration. When the bi-directional loading with no wander was used, imprints of the tire treads were observed on the wheel track. It was found that using a loading mode with wander smoothened out the imprints of the tire treads considerably. The uni-directional loading mode with 10 cm wander using 2.5 cm increments was selected to be used for evaluation of rutting performance based on consideration of testing efficiency and realistic rutting results.     

基于光纤光栅传感技术的沥青路面行车工况下力学响应研究

为揭示半刚性基层沥青路面内部真实力学响应规律,为耐久性路面设计提供参考。通过现场埋设光纤光栅传感器,基于真实荷载工况开展了不同车速与轴载作用下沥青路面应变测试试验。测试结果表明：沥青面层轮载中心拉应变最大,为该层最不利荷载点位|静载应变历时曲线黏弹性明显,且很好地符合Bugers模型,拟合判定系数为0.98|动载应变曲线呈现明显的压-拉-压波形。水稳碎石基层轮隙中心拉应变最大,为该层最不利荷载点位|静载应变历时曲线符合弹性性质,动载应变曲线主要表现为拉峰波形。构建了路面结构层层底应变随轴载和车速变化的理论函数模型,并得到了纵向动应变压峰与拉峰的峰值比值随车速变化的规律。其研究成果可供耐久性沥青路面设计及室内疲劳试验参考。     

钢桥面沥青混凝土铺装层静力响应研究

为了精确分析复杂应力对钢桥面铺装的影响,以辽宁沈阳外环后丁香大桥为研究对象,结合项目所在区域的气候特点、交通条件,考虑钢桥面铺装层的层位功能,选择适宜的铺装材料,同时利用ABAQUS有限元程序建立后丁香大桥四号桥全桥有限元模型,对钢桥面沥青混凝土铺装层的静力响应进行分析。结果表明:全桥最不利荷载位置纵桥向出现在1号桥墩处,横桥向出现在外侧腹板位置;轮胎荷载作用下,RA05层和SMA13层拉应力及剪应力的最大值均出现在双轮组荷载对称作用纵向U肋边缘位置;RA05层最大横桥向剪应力出现在跨中,其余均出现在桥墩位置。     

扁平钢箱梁桥面铺装应变分析

针对现有钢箱粱外腹板附近桥面铺装开裂这一主要破坏形式，采用有限元分析的手段对钢桥面铺装层进行力学分析，计算以典型扁平钢箱梁为基础，研究了沥青铺装层在车轮荷载作用下的横向应变分布的变化规律。确定最不利加载位置。     

考虑荷载应力分布的机场刚性道面累积损伤优化模型

分析美国FAA道面设计法和利用通行覆盖率计算道面累积损伤存在的缺陷,提出刚性道面累积损伤模型须考虑道面板荷载应力分布的影响。提出飞机对道面的作用以覆盖作用曲线表示,且服从正态分布规律,根据主起落架构型的等效原则,得到覆盖作用曲线和总通行覆盖次数的确定方法;研究道面板荷载应力的分布规律,以荷载作用位置中心点至道面板纵向中心线的横向距离与板宽的比例为参数,将道面板纵向上各点的荷载应力的最大值映射到板的横边,建立道面板横向应力分布函数;利用覆盖作用曲线与应力分布函数建立道面板的累积损伤优化模型,实例验证模型的正确性,该模型可应用于刚性道面结构和道面分块的优化设计。