三维激光扫描应用于跑道功能性指标评价研究

1

作者 裴磊洋 郭成超 +5 位作者 刘国光 秦磊 王海波 李盈辉 安治文 王根叶 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第2期398-405,418,共9页

为研究跑道主要功能指标对飞机和跑道的影响,首先,通过三维激光扫描技术构建三维道面高程模型,较为准确地反映道面平整度和纵横坡坡度信息,当跑道全长范围内的国际平整度指数(international roughness index,简称IRI)等于0.855 m/km和分... 为研究跑道主要功能指标对飞机和跑道的影响,首先,通过三维激光扫描技术构建三维道面高程模型,较为准确地反映道面平整度和纵横坡坡度信息,当跑道全长范围内的国际平整度指数(international roughness index,简称IRI)等于0.855 m/km和分段IRI均小于规范规定值1 m/km时,该机场跑道平整度处于“优”;其次,结合道面高程数据计算得到的着陆过程3个阶段平整度影响系数最大值(1,1.185,1.145)可知,平整度对飞机着陆过程影响大小排序依次为减速阶段、滑行阶段、接地阶段,与机场管理机构日常记录得到的结果一致;最后,通过间隔6年的2次点云数据对比表明,飞机重复起降荷载对道基土压实有利于其抵抗自然疲劳,也说明为节约造价而对跑道中部采用的减薄设计是合理的。 展开更多

关键词 机场跑道 三维激光扫描 道面平整度 飞机振动响应 纵横坡 排水性能

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Canny算子+模糊C聚类融合的红外热成像机场道面积水识别方法

2

作者 蔡靖 王锴 +1 位作者 李岳 戴轩 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第28期12382-12390,共9页

为解决基于积水可见光图片处理时,受光照变化影响大、夜晚及恶劣天气下难以成像,或成像图像质量低到无法识别的问题。提出一种利用红外热成像+图像处理技术进行积水区域识别的方法,利用红外成像技术拍摄道面积水图像克服了传统拍照方式... 为解决基于积水可见光图片处理时,受光照变化影响大、夜晚及恶劣天气下难以成像,或成像图像质量低到无法识别的问题。提出一种利用红外热成像+图像处理技术进行积水区域识别的方法,利用红外成像技术拍摄道面积水图像克服了传统拍照方式受光照条件限制的缺陷,进一步针对红外成像积水边界边缘模糊、边缘温度分布无明显规律的特征,提出基于Canny算子和模糊C均值聚类的红外图像积水边缘检测融合算法,并利用该算法对实拍积水红外图像进行处理分析,结果表明:该算法对模糊边界有良好的提取效果,图像分割结果与人工标注的实际面积误差在7%以内,且利用像素点的比值能够快速、准确地获取积水面积,为湿滑跑道道面状况评估提供量化支撑,为飞机在湿滑道面上的安全运行提供有效技术支撑。 展开更多

关键词 积水 红外热成像 边缘检测 模糊C均值聚类

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机场装配式预应力混凝土道面冲击荷载研究与数值模拟 被引量：1

3

作者 杜华钊 宋照尚 +3 位作者 王根叶 杨立志 叶其业 尚黎明 《混凝土》 CAS 北大核心 2023年第4期144-148,154,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 装配式 柔性过渡层 预应力 机场道面 冲击荷载

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飞机动载作用下轮胎-积水道面相互作用分析

4

作者 蔡靖 沈詟 +2 位作者 周宁 李岳 范怡飞 《空军工程大学学报》 北大核心 2025年第2期1-10,共10页

基于起落架-轮胎-积水道面动力耦合仿真模型并考虑道面平整度影响,获得起飞、着陆阶段轮胎轮心动位移时程曲线,在此基础上运用有限元软件仿真分析着陆和起飞阶段动载作用下积水道面支撑力、接触面积及位移阻力的变化规律,从而获得动载... 基于起落架-轮胎-积水道面动力耦合仿真模型并考虑道面平整度影响,获得起飞、着陆阶段轮胎轮心动位移时程曲线,在此基础上运用有限元软件仿真分析着陆和起飞阶段动载作用下积水道面支撑力、接触面积及位移阻力的变化规律,从而获得动载作用下临界滑水速度的动载影响系数。研究结果表明:在起飞、着陆阶段,道面支撑力、轮胎与道面接触面积、位移阻力及临界滑水速度均较静载作用下有所降低。起飞阶段,道面支撑力与静载作用时相差较小,位移阻力较静载下降低0.3~3 kN,临界滑水速度降低值在5.5 km/h以内;着陆阶段,道面支撑力较静载降低5%~10%,对应位移阻力最大降幅达到50%,临界滑水速度存在急剧变化的情况,差值在5~9 km/h。综合上述临界滑水速度变化规律,定义动静载临界滑水速度比值为动载影响系数,不同滑行工况下该系数取值在0.95~0.99;鉴于着陆阶段飞机临界滑水速度降低较大,滑水风险更高,偏于安全将动载影响系数取为0.96。 展开更多

关键词 飞机动载作用 轮胎-道面相互作用 临界滑水速度 道面支撑力 位移阻力 动载影响系数

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不平整积水道面条件下飞机着陆性能

5

作者 蔡靖 刘知昊 +2 位作者 毛鹏飞 李岳 戴轩 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第20期8725-8736,共12页

为解决飞机在积水道面着陆滑跑时遇到的安全问题,通过建立不同平整度等级的三维随机不平整半幅道面,利用积水分布特征矩阵的方法研究了跑道不平整影响下的着陆带积水分布。并且建立积水跑道飞机着陆滑跑理论模型,使用Simulink工具进行... 为解决飞机在积水道面着陆滑跑时遇到的安全问题,通过建立不同平整度等级的三维随机不平整半幅道面,利用积水分布特征矩阵的方法研究了跑道不平整影响下的着陆带积水分布。并且建立积水跑道飞机着陆滑跑理论模型,使用Simulink工具进行动力学仿真,分析在不同积水分布条件下跑道对飞机着陆性能影响。结果表明:平整度评级“差”(国际平整度指数international roughness index,IRI=5)相比平整度评级“好”(IRI=1)的跑道着陆滑跑距离增加约29 m,相比理想平整道面着陆距离增加了3.7%,且道面平整度降低会导致轮胎滑水风险加剧;若飞机接地速度从62 m/s提升到82 m/s,着陆距离将直接增加约520 m,增加了约87%;降雨强度1 mm/min相较干燥跑道的着陆滑跑距离增加了约20%,降雨强度从1 mm/min提升至3 mm/min的情况下,降雨强度每增加1 mm/min着陆距离增加6.5 m和7.4 m。可见道面不平整位置处,接地速度越大,则到达同一位置时的速度也越大,该位置附着系数降低幅度也越大,最大可达11.3%。随着降雨强度的增大,附着系数逐渐降低,降雨强度达到3 mm/min时,附着系数较干燥道面降低约20%。 展开更多

关键词 积水分布 动力学模型 接地速度 着陆距离 附着系数

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基于联系云的飞机轮胎滑水风险可拓评价模型

6

作者 李岳 周则圆 蔡靖 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第3期705-711,共7页

针对飞机轮胎滑水问题影响因素多、评价指标具备随机模糊与离散性特征问题,基于联系云可拓理论建立滑水风险评价模型,定量描述滑水评价指标在不同分类等级之间的转换态势。根据评价指标分级标准确定联系云数字特征,生成有限区间内联系云... 针对飞机轮胎滑水问题影响因素多、评价指标具备随机模糊与离散性特征问题,基于联系云可拓理论建立滑水风险评价模型,定量描述滑水评价指标在不同分类等级之间的转换态势。根据评价指标分级标准确定联系云数字特征,生成有限区间内联系云,由云相关度构建联系云可拓矩阵,结合变权权重综合评定最终风险等级,表征待评价物元与风险等级之间的动态联系;依托飞机轮胎滑水流固耦合仿真获得案例分析数据,弥补经典滑水试验工况变量条件少的不足。分析结果表明:传统正态云模型与可拓联系云模型对滑水事件样本1和样本3评价结论一致;对于样本2,由所提方法计算滑水风险等级为Ⅲ级,同等参数条件下风险控制标准更严格,上述样本风险评价置信因子均小于0.01,评价可信程度较高;所提分析模型为多重不相容指标的随机模糊及不确定性分析提供了可能,克服了正态云模型无法有效模拟指标在有限区间内分布的缺陷。 展开更多

关键词 轮胎滑水 联系云 可拓理论 流固耦合 风险评价

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强夯置换的ALE法仿真与夯击参数研究 被引量：7

7

作者 李岳 刘文俊 +3 位作者 蔡靖 戴轩 水伟厚 董炳寅 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1471-1479,共9页

为揭示强夯置换动态变形特征与地基加固变化规律,将基于有限差分原理的ALE法引入强夯置换仿真分析,建立三维ALE法强夯置换动力分析模型,模拟单次夯击与连续强夯置换地基加固过程,分析不同夯击参数对高能级强夯置换加固效果影响并应用于... 为揭示强夯置换动态变形特征与地基加固变化规律,将基于有限差分原理的ALE法引入强夯置换仿真分析,建立三维ALE法强夯置换动力分析模型,模拟单次夯击与连续强夯置换地基加固过程,分析不同夯击参数对高能级强夯置换加固效果影响并应用于工程实例。结果表明:ALE法可描述碎石填料夯击流动变形,实现连续强夯置换仿真;回填碎石对夯击能吸收作用可削弱夯击地基加固效果,故采取“少填多夯”方式较合理;针对8000 kN·m高能级强夯置换,采用2.5 m夯锤直径有利于地基加固深度向下发展;夯锤高径比在0.3~0.5时能充分利用夯击能形成承载力均衡的复合地基结构,研究结论可为夯击参数比选提供依据。 展开更多

关键词 强夯置换 ALE法 静接地压力 置换墩 地基加固深度

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基于强夯应力波传播模型的夯击参数研究 被引量：4

8

作者 刘文俊 李岳 +3 位作者 蔡靖 戴轩 水伟厚 董炳寅 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期427-435,共9页

夯击参数比选是决定强夯地基处理经济性与加固效果的关键环节,当前主要依靠试夯结果确定停夯标准及参数调整。对此,建立了非辐射平面发射型一维强夯应力波传播模型,推导了单次夯击作用下波阵面应力沿土体深度的分布,揭示了地基压密变形... 夯击参数比选是决定强夯地基处理经济性与加固效果的关键环节,当前主要依靠试夯结果确定停夯标准及参数调整。对此,建立了非辐射平面发射型一维强夯应力波传播模型,推导了单次夯击作用下波阵面应力沿土体深度的分布,揭示了地基压密变形、剪切波横向扩散和土体阻尼特性3种独立因素耗能作用的机制,基于应力衰减规律探讨了加固深度分层标准、应力波传播与能量耗散过程。结果表明:当静接地压力由40.8 kPa增至122.3 kPa时,地基加固深度显著增加,同等静接地压力下提高落距和增大夯锤半径对地基加固效果提升有限;采用偏重锤低落特征的夯击参数组合对应力波向土体深层传播更为有利;随着土体深度增加,应力波时程依次呈现冲击加固、振动密实与弹性振动特征,冲击加固区深度可参照5%体应变等值线包络地基范围估计;依据任意拉格朗日-欧拉法仿真结果对单次强夯理论解进行修正,得出了连续夯击地基加固深度计算流程;通过对比现场检测结果可优化夯击参数,提高施工效率及经济性。 展开更多

关键词 强夯 应力波 夯击参数 任意拉格朗日-欧拉法 参数比选

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机制砂对机场道面水泥混凝土耐久性能的影响 被引量：4

9

作者 郭庆林 宋照尚 +3 位作者 叶其业 王根叶 尚黎明 霍珍生 《混凝土》 CAS 北大核心 2023年第2期49-52,56,共5页

为研究天然砂及石粉含量对机制砂混凝土耐久性能的影响,开展了不同因素及水平下机制砂混凝土抗压、耐磨和抗冻性能试验研究,并分析了天然砂及石粉含量对其影响规律,结果表明:相同配合比下,一定石粉含量的纯机制砂混凝土抗压、耐磨及抗... 为研究天然砂及石粉含量对机制砂混凝土耐久性能的影响,开展了不同因素及水平下机制砂混凝土抗压、耐磨和抗冻性能试验研究,并分析了天然砂及石粉含量对其影响规律,结果表明:相同配合比下,一定石粉含量的纯机制砂混凝土抗压、耐磨及抗冻性能在不同程度上优于天然砂混凝土;当天然砂与机制砂混合掺配时,60%的天然砂掺量抗压强度达到峰值;对于机制砂混凝土,石粉含量为15%时抗压强度达到峰值;10%石粉含量的机制砂混凝土耐磨性能最优;石粉含量对机制砂混凝土抗压、耐磨和抗冻性能的影响规律上存在一定相关性,综合考虑机制砂混凝土力学和耐久性能,10%~15%的石粉含量是最佳参考范围。研究内容及结论对后期机制砂相关性能的深入研究和应用推广具有重要的参考意义。 展开更多

关键词 机制砂混凝土 石粉含量 天然砂 耐久性能

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道面平整度对湿滑道面-飞机轮胎相互作用影响分析 被引量：2

10

作者 蔡靖 黄钰岱 +2 位作者 李岳 赵海 戴轩 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第13期5583-5594,共12页

湿滑条件下,跑道不平整使积水厚度随道面起伏而变化,影响飞机起降安全。因此,引入国际平整度指数(international roughness index,IRI),搭建基于IRI的轮胎-积水-道面有限元模型,通过仿真模拟,分析不同IRI的道面对飞机临界滑水速度的影响... 湿滑条件下,跑道不平整使积水厚度随道面起伏而变化,影响飞机起降安全。因此,引入国际平整度指数(international roughness index,IRI),搭建基于IRI的轮胎-积水-道面有限元模型,通过仿真模拟,分析不同IRI的道面对飞机临界滑水速度的影响;结合IRI,对比不同飞机轮胎速度、积水厚度条件下道面视摩擦因数较平整道面的降低幅度,分析IRI对道面摩擦性能的影响;并依据某机场视摩擦因数实测试验结果,对仿真实验结果进行修正,探究IRI对飞机刹车效应的影响。结果表明:道面平整段积水厚度一定时,飞机临界滑水速度随IRI增加而降低,当IRI=5时,飞机临界滑水速度较平整道面降低约30%;飞机轮胎速度一定时,视摩擦因数随道面平整度等级降低而减小,当IRI=5时,视摩擦因数较平整道面降低幅度高达98%,严重影响飞机运行安全;道面平整度等级为“好”时,相同平整度段积水厚度下,飞机轮胎与道面视摩擦因数随IRI的增加而减小;综合考虑IRI和经试验数据修正后的视摩擦因数对飞机刹车效应产生的影响发现,随着平整度指数与平整段积水厚度逐渐增加,飞机刹车效应会产生降级。国内某机场道面在1.5<IRI≤2,平整段积水厚度≥7.66 mm的道面条件下,飞机刹车效应最大降低了3级,即由“中到差”降至“差”,此时飞机方向操纵与减速能力严重下降;积水道面平整度评价为“中”和“差”时,飞机刹车效应降级幅度突增,导致道面条件无法保障飞机运行安全;平整段积水厚度为7.66~13 mm时飞机刹车效应受IRI变化的影响较大,降级变化明显,在维护过程中须尤为注意。 展开更多

关键词 机场工程 临界滑水速度 道面平整度 国际平整度指数 视摩擦因数 刹车效应

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下卧软弱夹层地基ALE法强夯加固数值分析

11

作者 李岳 彭梦凯 +3 位作者 蔡靖 刘文俊 水伟厚 董炳寅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第15期142-149,199,共9页

随着高能级强夯快速发展,软弱夹层对地基加固影响问题凸显,其吸能缓冲作用机理尚不清晰,夯击参数选取经验性强。基于现场试验和任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrange-Euler, ALE)法强夯加固仿真开展地基应力波传播过程研究,探讨下卧软... 随着高能级强夯快速发展,软弱夹层对地基加固影响问题凸显,其吸能缓冲作用机理尚不清晰,夯击参数选取经验性强。基于现场试验和任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrange-Euler, ALE)法强夯加固仿真开展地基应力波传播过程研究,探讨下卧软弱夹层对加固效果影响机理。对夯击能级、夹层埋深、夹层厚度等因素进行参数研究,改进强夯参数设计流程。结果表明:软弱夹层对夯击应力波向下传播过程有迟滞作用,地基应力场在此深度内发生断层;当首击地基加固深度为1/2软弱夹层埋深时,可兼顾能级控制与施工效率需要;当软弱夹层埋深大于10 m或厚度超过2 m时加固难度较大,需配合其他工法共同加固处理。 展开更多

关键词 强夯 软弱夹层 任意拉格朗日-欧拉(ALE)法 夯击参数 地基加固

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基于变权重-正态云模型的飞机轮胎滑水风险 被引量：5

12

作者 李岳 胡宇祺 +1 位作者 蔡靖 戴轩 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2299-2305,共7页

针对飞机轮胎滑水行为的随机性和模糊性特征,提出基于正态云模型的滑水安全评价分析方法。引入变权理论动态调整权值,采用惩罚性变权函数降低常权权值对评价结果的主观影响。构建飞机轮胎滑水流固耦合仿真分析模型,选取飞机轮载、滑行... 针对飞机轮胎滑水行为的随机性和模糊性特征,提出基于正态云模型的滑水安全评价分析方法。引入变权理论动态调整权值,采用惩罚性变权函数降低常权权值对评价结果的主观影响。构建飞机轮胎滑水流固耦合仿真分析模型,选取飞机轮载、滑行速度、积水厚度、道面摩擦系数及刻槽深度作为风险影响因素,基于单因素云模型数字特征及变权向量求解综合隶属度,建立多元决策下的飞机滑水风险等级及划分标准。以某山区多雨机场轮胎滑水事件为实例进行验证,结果表明:以传统临界滑水速度指标进行条件判定仅得出允许起降的一般结论;对比常权和变权评价结果,工况1安全系数由1.09提高至1.17,工况2由2.09提高至2.94,可定量描述道面起降环境差异,滑水风险仍在可接受范围内,变权评价结果偏于保守;工况3安全系数由3.13提高至3.74,滑水风险上升至Ⅳ级,即使道面积水厚度符合上限要求,轮胎滑水发生几率仍有可能显著提高,与实际风险情况基本一致,对道面运行安全分级管理具备参照性。 展开更多

关键词 正态云 变权重 飞机滑水 综合隶属度 流固耦合 机场工程

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