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飞机着陆冲击数值仿真及道面动载响应特性研究
| 论文题名： | 飞机着陆冲击数值仿真及道面动载响应特性研究 |
| 关键词： | 飞机着陆跑道桥;飞机着陆滑跑;道面动载系数;分布特征 |
| 摘要： | 近年来，我国相继颁布《交通强国建设纲要》、《国家综合立体交通网规划纲要》等纲领性文件，对我国民航业的建设发展提出了新的要求，进一步突破民航基础设施瓶颈，仍是支撑新时代民航强国的重要基础。目前，机场高填方跑道、人工填海修建机场岛等常规的跑道建设形式在我国仍有很大需求，但其均面临着不同程度的边坡失稳、长期沉降等问题的挑战，尤其在飞机着陆滑跑动荷载的累积影响下，上述问题日益严重。 飞机着陆冲击动载效应，是机场跑道工程设计中需要考虑的重要因素，而我国《民用机场水泥混凝土道面设计规范》、《民用机场沥青混凝土道面设计规范》、《民用机场飞机荷载桥梁设计指南》均暂未明确考虑飞机着陆的动力效应及相应设计荷载取值。既有填方、填海跑道的沉降问题，随飞机着陆滑跑的影响日益显著，面向未来，我国跑道桥等飞机荷载桥梁的建设需求也日益紧迫，亟需开展相关研究以明确飞机着陆冲击动荷载对桥梁结构响应的影响。 因此，本文以飞机着陆冲击动荷载为研究对象，紧密围绕民航飞机着陆滑跑全过程，形成了一套考虑气动力变化特性的精细化飞机着陆仿真模拟方法，揭示了各类内外部因素对道面动载响应的影响规律及作用机理，量化明确了飞机着陆滑跑过程中道面动载系数的分布特征，研究成果可进一步拓展用于飞机着陆跑道桥的分析研究。本文完成的主要工作及结论如下： (1)形成了一套飞机着陆滑跑精细化数值仿真方法，可合理考虑着陆过程机身的气动力特性及起落架系统的减振性能，为机场飞机荷载基础设施动载效应的研究提供了可靠的技术支撑。 (2)通过起落架系统落震仿真分析，并与相关试验结果对比，有效检验了起落架系统仿真模型的可靠性。提出了一种可考虑非对称着陆过程的飞机着陆道面动荷载求解的解析计算方法，解析解与仿真解误差均在3%以内，两种方法相互对比验证，其可靠性均得到有效检验。 (3)系统讨论了俯仰角、滚转角、接地速度等飞机着陆状态及道面平整度对道面动载响应的影响，揭示了各类内外部因素的影响规律及其作用机理，明确了飞机着陆过程道面动载系数的主要敏感性因素。 (4)开展参数敏感性分析，量化评定了各着陆参数对道面动载响应的影响程度。结果表明，飞机着陆道面动载系数的敏感性因素由大到小依次为：接地速度、着陆质量、下沉速度、滚转角、俯仰角与道面平整度。 (5)统计分析了飞机着陆过程道面动载系数的分布范围及特征，对称着陆状态时的主要分布范围为0.91~1.51，非对称着陆状态时的主要分布范围为1.44~2.45。 |
| 作者： | 罗萌 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 江辉;孟宪锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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