多轮荷载作用下跑道加铺层的力学响应分析

以B747-400为例,考虑大型飞机复杂起落架构型和多轮荷载的作用特点,基于ABAQUS软件建立了多层复杂结构体系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加铺层的应力和变形,揭示了道面结构的力学响应。结果表明,不同主起落架传递的荷载在道面结构中也同样会发生叠加,引起结构中的应力增大,产生更大的表面的弯沉。     

不连续刚性机场道面的动力学计算

append介绍了一种不连续刚性机场道面动力学计划的有限元法。这种计算方法考虑了飞机与刚性道面之间的相互动力作用。这种刚性道面模拟成一系列粘弹性基础上不连续的、薄板有限元。由于是不连续的，所以荷载传递装置模拟成垂直的弹簧，而弹簧劲度取地传力杆的特性和传力杆与混凝土的相互作用。粘弹性是由分布的弹簧和减震器组成的。运动的飞机荷载是由线性弹簧和减震支承的块状物体（下称飞机悬浮体）来模拟的。这些飞机荷载有既定的     

用接触元模型分析有接缝混凝土道面的动力反应

该文系统介绍了一种用来分析多种接缝混凝土道面对运动的飞机荷载动力反应的有限元算法。在有限元理想化模式中，道面结构系统被理想化为置于文克勒型粘弹性基础之上的薄板有限单元，文克勒型粘弹性基础用一组分布弹簧和粘壶表示，横缝处的传力杆用平面桁架单元表示，传力杆－道面相互作用通过道面和传力杆之间的接触单元实现，企口缝或假缝定为纵缝，用垂直的弹簧单元表示。分析过程中还考虑到了飞机与道面间的相互动力作用，用弹簧     

蜂窝状刚性（道）路面（CRP）的温度效应分析－－与平板相比较

在有荷载应力时，温度对刚性（道）路面的影响业已证明是一个非常重要的疲劳因素，尤其板块的角隅处更为明显。本文用有限元法分析了用废塑料板模压成形的正交矩阵蜂窝状穹顶单元刚性（道）路面（CRP）的铺筑方法，得出了在标准公路当量荷载（ESAL）下产生的温度应力，进而对温度效应进行了比较，分析得出CRP底部的温度拉应力明显低于PCC实体板（solid slab），而在荷载条件下，拉应力值从稍高变为很低。在实体板中，上部温度拉应力超过板的强度，而CRP板中上部的应力却不重要。CRP的应用在很大程度上可以看作是减少（与实体板道面厚度相同的）道面中的温度应力疲劳效应，而且有可能胖随着荷载应力在道面中产生相同的或较高疲劳寿命。     

机场道面超载与应力比关系

本文通过对用ACN－PCN通报道面强度的超载和道面的应力比进行分析，建立起两者之间的数学关系。由此可以快速、简便地计算出在不同超载条件下的道面应力比变化情况，从而反映出超载与道面疲劳强度间的内在联系。     

轮荷载作用下机场刚性道面横向接缝的非线性响应

本文介绍了轮荷载作用下机场刚性道面横向接缝的响应，其内容包括：当传力杆为弹一塑性材料，并把混凝土模拟成粘－弹－塑性（elastoviscoplastic)材料时，道面接缝所表现出的线性和非线性特性。研究假设道面板置于开尔文地基之上，并且板与地基之间紧密相贴，把土壤的刚度看作是地基反应模量的一个参数；胎压的静力效应看作是一个突然施加，而后在一个较长时间里作用在道面上的持续脉冲，现已开发研究出了一套完整的三维有限元程序软件包（包括：六面体单元，梁－柱单元，弹簧单元等）。使用纽马克逐步预报一修正隐式算法（Ｎewmark's stepby-step predictor-corrector implicit alorithm)，用已有的求解动力平衡方程试验结果对该程序进行了验证，并在其后用该程序计算了与传力杆束（dowel group)的剪力分布有关的其它问题，以及荷载通过传力杆从加载板传递到未加载板时的荷载传递率等。     

军用机场沥青混凝土道面结构设计指标研究

根据机场荷载和交通量特点，基于对沥青道面损坏形式和原因的分析，提出进行设计控制的指标；针对军用机场沥青道面的典型荷载和典型结构对指标进行大量计算分析，指出对沥青道面的性能要求主要是强度而不是变形，结构设计以半刚性基层、底基层的拉应力为主要设计指标，面层拉应力和剪应力作为一定条件下的验算指标。     

混凝土道（路）面中有效温差的研究

为了评价混凝土道（路）面中的温度翘曲应力，需要输入一个板块上、下部之间的温差、乃至温度场。然而，由于多种气候（诸如：气温、日照、云和雨等）因素的影响，一天内板块的温度是波动的。因此，一天内进行哪一项测量对翘曲分析最有意义这仍是有争议的问题。这次研究中为评价道面损坏而采用的应力模型是通过三维（3D）有限元分析得出的。为了计算因翘曲和轮荷载引起的复合应力，输入了一天内不同时间在美国14个测试现场测得的温度价值。利用疲劳假设，得出了一种计算“等效损坏”和“有效温差”的算法，并进一步把计算的有效温差和当地的气象数据相关。     

某机场刚性道面结构三维有限元检算

我国现行《民用航空运输机场水泥混凝土道面设计规范》（MHJ5004—95）采用解析法作为民用机场水泥混凝土道面设计方法。解析法采用地基反应模量K值作为设计基础，以Westergaard板边荷载分析为依据，并经试验及实践修正，是机场道面设计常用的的方法。某4C机场选用B737—300最大滑行重作为设计飞机荷载，在基层和底基层各设置18厘米厚水泥稳定碎石条件下，依据现行规范计算得出所需水泥混凝土道面厚度为28厘米。本次采用美国刚性混凝土板块分析有限元软件EVERFE作关键位置的力学模拟分析，以验证此道面结构计算结果。     

水泥混凝土道面温度应力及板的分块尺寸分析

本文首先对威斯特卡德计算温度翘曲应力方法与有限元方法进行了对比研究。其次运用温度翘曲应力有限元程序ｃｔ０５计算了水泥混凝土道面的温度翘曲应力，得到了温度翘曲应力与水泥混凝土道面不同基层材料参数间的相互关系。     

蜂窝状刚性（道）路面的研究

利用有限元法分析了一个用废塑料做成的蜂窝状刚性（道）路面（CRP）设施，从中得出了标准公路当量单轴荷载（ESAL）下产生的应力。通过参数分析研究了该铺筑面的不同板块、基层、底基层、土基的厚度和弹性性能以及两种不同的胎压。本文将分析出的应力与相同荷载条件下实体（硬）板（solid salb）的应力作了比较。尽管蜂窝状刚性道（路）面的应力高于实体板的压力，但最大应力仍在铺筑刚性道面所容许使用的范围之内。基于荷载抗力和疲劳标准，这种蜂窝状刚性道（路）面能够明显地节省铺筑料、能源和费用，其值可达25％；并能使废物得到充分利用。这种CRP铺筑技术也适用于铺筑停车场、人行道、护坡、渠道衬砌、地面上的地板及类似铺面设施。     

机场水泥混凝土道面温度翘曲应力的实验研究

本文从苛机场现场实测的温度场、温度应变场资料分析入手，计算了水泥混凝土道面内的温度翘曲应力，并将结果与威斯特卡德、有限元温度翘曲应力结果相对照，提出了水泥混凝土道面的温度翘曲应力的计算公式，为水泥混凝土道面温度翘曲应力的计算提供了科学的新方法。     

含填充弹性地基双层道面板有限元分析及参数影响研究

针对机场道面修复问题,建立了一种飞机载荷-盖层-道面-含填充地基的力学模型。其中飞机载荷采用主起落架多轮载荷,盖层与道面采用Mindlin厚板理论。在此基础上,建立了问题的有限元求解格式,分别对道面板在飞机单轮和多轮载荷情况下进行了有限元数值分析,有关数值结果与实验结果吻合较好。最后研究了盖层厚度、填充半径对位移、应力的影响规律。     

机场刚性道面地基的工作区深度研究

以附加应力等于地基自重应力的10%为标准,应用有限元软件分析了飞机荷载类型、道面板厚度、道面混凝土材料以及道面土基回弹模量对于道面地基的工作区深度的影响。结果表明:飞机荷载类型对工作区深度的影响较为显著,轻型飞机工作区深度在1.5 m左右,而重型飞机工作区深度可达6.0 m。道面板厚度在0.2～0.5 m范围内变化时,对于重型飞机,其影响深度在4.4～6.0 m范围内变化,变化幅度达36.4%;面层材料弯拉模量对影响深度影响很小。对于重型飞机作用下,土基回弹模量在18～80 MPa内变动时,路基工作区深度由4.4 m增为5.4 m,增幅为18.5%。上述结论对于场道地基处理及分析计算具有参考价值。     

混凝土板的凹面翘曲分析

混凝土道面处在负温度梯度、也即板的下表面温度高于上表面温度时，将产生翘曲而呈凹形。如温度梯度增大时，板底和地基之间将产生间隙。本文在考虑到由于翘曲而在板下产生间隙情况下，对半无限板和有限宽度的无限长板中的位移和应力分布提出了一种分析方法。基于这种分析，提出了有限板中求最大应力的近似公式。这里提供的这种解法是根据文克勒（Winkler)地基模型而将平板理论应用到弹性平板得到的。因此，它是通用的弹性解，不仅对混凝土而且对其它材料也可应用。     

传力杆松动对设接缝砼道面响应的影响

本文研究了传力杆松动对设接缝砼道面结构响应的影响。介绍了刚性道面系统三雏有限元分析中，采用方型梁单元嵌入基础模拟传力杆松动的技术。嵌入式单元能够有效地利用节点接触法模拟传力杆的松动。传力杆准确地固定，而不考虑板块的网格线。嵌入式弯曲单元广义上包括了一般的粘一滑定律(bond-slip 1aw)，为研究夹在传力杆和板块之间的文克勒基础(即杆和板之间有Dense liguid)的具体实例提供了方法。根据设接缝刚性道面对双轴、综合轴以及温度荷载的响应，分析了传力杆松动的重要性，得出了参数研究的结果。这些研究表明传力杆和板块之间的任何小间隙(≤0．24mm)都能极大地增加板块和土基两者之间的应力。同时也研究了模拟因传力杆松动而产生的非线性荷载传递的重要性，从中得出当存在着传力杆的松动时应慎用由回归计算的，等效的传力杆支承模量值。     

中国机场水泥混凝土道面脱空状况分析与评价

脱空是机场水泥混凝土道面的常见病害．对道面结构性能影响很大。本研究以近60个机场道面脱空检测数据为依据,对中国机场水泥混凝土道面脱空的现状进行了分析与评价,并采用统计学偏相关分析理论．对道面脱空率与使用时间之间的相关性进行了分析,并采用有限元软件ABAQUS分析了不同程度脱空对道面结构性能的影响。分析表明：道面脱空率会随着道面使用时间的增加而显著增长;脱空严重时．道面荷载应力增幅近70％。     

机场水泥混凝土道面在高温条件下施工防裂缝断板措施

一、机场道面水泥混凝土浇筑施工中裂缝和断板的产生原因 在高温条件下跑道混凝土裂缝断板产生的原因主要有以下几条： 1．温度变化 道面混凝土施工时，外界气温的变化影响是非常明显的，因为白天气温越高，混凝土的浇筑温度也越高，而夜里温度下降，就增加了混凝土的降温幅度，特别是在气温骤降时，会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，这是道面混凝土产生断板的一个重要原因。     

刚性机场道面的现场测量和性能控制

回顾了（美）陆军工程兵在制定刚性机场道面设计方法时采用的现场测量和性能控制，并拟在这两个方面做进一步研究以便加深对刚性道面性能的了解。根据道面接缝测量值得出的接缝荷载传递理论是一种相当经济的道面设计方法，也是道面接缝的设计标准。另外温度和温度梯度对刚性道面的实际影响以及刚性道面同层的粘结性较差也有待通过现场测量加以改进。     

机场旧水泥砼道面上加铺沥青砼层荷载应力分析

本文根据机场道面加铺沥青砼层中实际应力分布情况，以断裂力学为理论基础，采用平面奇异等参有限元法，编制了二维裂缝尖端应力强度因子计算及加铺层应力计算程序，该程度包括了图形的处理功能，可以绘制出整个模型的应力分布图，并详细计算了机荷载作用下裂缝尖附近沥青砼加铺层中应力，结果与实际较为吻合。