机场水泥混凝土道面表面特性及随机振动分析

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页数:303
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出版时间:2009-1
价格:20.00元
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isbn号码:9787561225073
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  • 机场工程
  • 混凝土路面
  • 道面性能
  • 随机振动
  • 表面特性
  • 交通荷载
  • 结构分析
  • 振动分析
  • 耐久性
  • 养护维修
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具体描述

《机场水泥混凝土道面表面特性及随机振动分析》测试和研究了典型机场的道面不平度及其功率谱特性,提出道面不平度指数作为评价机场道面的指标,从而反映了道面对飞机的随机激振能量随激励频率的分布情况;将机场道面不平度视为随机振源,建立并求解飞机在不平度激励下的非线性自适应随机接地印迹轮胎力学模型、全机滑行动力学方程及与道面板相互作用的微分方程;采用弹性半空间地基上的薄板模型,应用有限元法和样条子域法计算了不同不平度激励下的道面板振动响应;分析了基于可靠性的机场道面系统的优化,为完善机场道面设计奠定了理论基础。

《机场水泥混凝土道面表面特性及随机振动分析》 本书深入探讨了机场水泥混凝土道面在复杂运行环境下的关键性能表现,并在此基础上,对道面结构在飞机起降、滑行等过程中产生的随机振动进行了详尽的分析。 第一部分:机场水泥混凝土道面的表面特性 本部分聚焦于机场水泥混凝土道面至关重要的表面特性,这些特性直接关系到飞机的安全运行、道面的耐久性以及运营效率。 1. 道面材料的宏观与微观特性: 宏观特性: 详细阐述了水泥混凝土道面在设计和施工过程中所采用的骨料(粗骨料、细骨料)的级配、强度、粒形等对其整体性能的影响。分析了水泥的水化反应过程、水泥的成分对混凝土早期强度、后期强度发展以及耐久性的决定性作用。探讨了外加剂(如减水剂、增强剂、缓凝剂)和掺合料(如粉煤灰、硅灰)在改善混凝土和易性、强度、抗裂性能、抗冻融性以及降低水化热等方面的具体作用机理与应用效果。 微观特性: 深入研究了水泥石的微观结构,包括水化产物的组成、孔隙率、孔径分布及其与宏观力学性能的关联。分析了骨料与水泥石之间的界面过渡区(ITZ)的微观结构特点,以及其对混凝土整体强度的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等先进表征手段,揭示了混凝土微观结构的精细特征。 2. 道面表面的几何特性: 平整度: 详细介绍了国际民航组织(ICAO)和各国机场管理部门对混凝土道面平整度的具体技术标准和检测方法,如直尺法、平整度仪等。分析了影响道面平整度的因素,包括施工工艺(摊铺、振捣、收光)、基层及底基层质量、温湿度变化引起的变形等。阐述了平整度对飞机起降时的乘坐舒适性、轮胎磨损以及操控稳定性的影响。 纹理(抗滑性能): 深入研究了道面纹理的类型(如拉毛纹理、刻槽纹理)及其参数(如纹理深度、波长、幅值)。详细介绍了国际上通用的摩擦系数检测设备(如摆式磨损仪、SCRIM车)及其工作原理。分析了纹理对雨季湿滑条件下道面抗滑性能的重要性,以及不同纹理对轮胎与道面之间水膜破除能力的影响。探讨了纹理磨损的机理以及道面纹理的维护与再生技术。 早期裂缝: 重点分析了水泥混凝土道面在早期(从施工到开始承载运行前)可能出现的各种类型裂缝,如塑性收缩裂缝、早期干缩裂缝、温度裂缝等。详细阐述了导致这些裂缝产生的根本原因,如水泥水化放热、早期蒸发失水、温度梯度、早期受力等。分析了裂缝的存在对道面整体强度、耐久性以及抗渗性的负面影响,并提出相应的预防和控制措施,如控制水灰比、合理掺入纤维、及时养护等。 3. 道面结构的耐久性评估: 抗冻融性能: 详细介绍了混凝土抗冻融性能的测试方法,如饱和面法、冻融循环试验等。分析了混凝土内部的孔隙结构、骨料抗冻性以及外加剂(如引气剂)对提高抗冻融性能的作用机理。 抗侵蚀性能: 探讨了环境因素(如化学侵蚀、氯离子侵蚀、硫酸盐侵蚀)对水泥混凝土道面结构性能的损害机理,并介绍了相应的防护和修复措施。 耐久性指标与寿命预测: 结合实际运行经验和理论模型,对道面的长期耐久性进行评估,并探讨了用于预测道面服役寿命的方法。 第二部分:机场水泥混凝土道面的随机振动分析 本部分基于第一部分对道面表面特性的深入理解,重点分析飞机运行过程中在道面结构上产生的随机振动及其影响。 1. 振动载荷的来源与特性: 飞机轮胎载荷: 详细分析了飞机起降和滑行过程中,轮胎与道面接触时产生的瞬时和周期性载荷。特别关注了起降瞬间巨大的冲击载荷以及滑行过程中由车轮滚动引起的周期性激励。 载荷的随机性: 强调了机场道面所承受的载荷具有显著的随机性,这种随机性来源于: 飞机类型与重量的差异: 不同型号、不同起降重量的飞机对道面施加的载荷不同。 轮胎压力与接地面积的变化: 飞机起降过程中,轮胎压力和接地面积会发生变化。 飞机姿态与轨迹的随机性: 飞机起降和滑行时的细微轨迹偏离和姿态调整会引入随机激励。 道面不平整度引起的动态响应: 飞机轮胎在不平整的道面上滚动时,会产生跳动和额外的动载荷。 气流动力学影响: 在高速滑行或起降过程中,飞机周围的气流也可能对道面产生一定的动态影响。 2. 道面结构的动力学模型与响应分析: 简化模型: 介绍了用于模拟道面结构的经典动力学模型,如单自由度、多自由度系统模型,以及更精细的有限元模型。 随机振动理论的应用: 详细阐述了如何运用随机振动理论来分析道面结构对随机载荷的响应。这包括: 功率谱密度(PSD)分析: 如何描述随机载荷的频率特性,以及如何通过功率谱密度函数来表示随机载荷的统计特征。 频率响应函数(FRF): 如何分析道面结构在不同频率下的动态响应特性。 随机振动响应的统计量计算: 如何计算道面结构的均方根值(RMS)、峰值分布等,以量化其振动响应的幅度和频率。 数值模拟方法: 介绍了利用计算机软件(如ABAQUS, ANSYS等)进行数值模拟的方法,通过建立三维有限元模型,模拟飞机载荷在道面上传播和激发的振动过程。 3. 道面表面特性对随机振动响应的影响: 平整度对振动的影响: 分析了道面平整度误差如何导致飞机轮胎的跳动,从而增加载荷的冲击性和随机性,进一步放大结构振动。 纹理对振动的影响: 探讨了道面纹理在一定程度上能够通过改变轮胎与道面的接触特性,影响振动能量的传递和衰减。 材料参数(弹性模量、阻尼等)的影响: 分析了混凝土材料的弹性模量、泊松比以及内部阻尼等参数如何影响道面结构的固有频率和振动响应幅值。 早期裂缝对振动的影响: 深入研究了早期形成的微观裂缝,即使肉眼不可见,也可能在动力载荷作用下扩展,改变道面的局部刚度和能量耗散能力,从而影响整体的振动响应。 4. 随机振动对道面结构及飞机的影响: 对道面结构的损害: 分析了反复的随机振动载荷,特别是冲击载荷,如何加速道面材料的疲劳损伤、产生微裂缝扩展,并可能导致更严重的结构性破坏,如板体破坏、接缝损坏等。 对飞机的影响: 探讨了道面振动如何通过飞机轮胎传递到飞机结构,可能引起的飞机部件的疲劳损伤、仪器设备的干扰以及飞行员的疲劳感。 振动监测与健康诊断: 介绍了在道面结构中布置传感器(如加速度计、应变片)进行实时振动监测的技术,以及如何利用监测数据进行道面结构的健康诊断和预警。 本书通过理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方式,力求全面、深入地揭示机场水泥混凝土道面在复杂载荷作用下的行为规律,为机场道面的设计、施工、养护和管理提供科学依据和技术支持。

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用户评价

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这本书的语言风格,如果用一个词来形容,那就是“内敛的激情”。虽然内容本身似乎是偏向技术和理论的,但在字里行间,我能捕捉到作者对于自己研究领域那种深沉的热爱和近乎偏执的追求。这种情感的流露并不张扬,它隐藏在严谨的逻辑推理和周密的实验设计描述背后。每当读到作者成功推导出某个重要结论时,尽管我尚未完全理解其技术细节,但那种“挑战被攻克”的喜悦是能被感染到的。这种作者与读者之间通过文字建立起来的无声共鸣,是任何一本冰冷的技术手册都无法提供的温暖体验。这本书不只是知识的搬运工,它更像是一位经验丰富的导师,在引导你穿越迷雾,见证智慧的诞生过程。

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我花了大约一周的时间,断断续续地翻阅了这本书的导论部分。坦白说,这本书的叙事节奏非常缓慢,它似乎更倾向于一种“慢工出细活”的哲学,而非追求快速吸收信息。作者似乎非常注重背景铺陈,他花费了大量的篇幅来梳理前人研究的脉络,这对于想要建立宏观认识的读者来说,无疑是一个巨大的福音。我感受到一种强烈的历史纵深感,仿佛作者不仅仅是在陈述事实,更是在讲述一个学科如何一步步发展壮大的历程。阅读过程中,我时常会停下来思考,这种被“拉长”的阅读体验,迫使我必须消化前一个论点才能进入下一个,极大地提升了专注度。对于那些习惯于快餐式阅读的人来说,这本书可能需要极大的耐心,但对于追求深度和体系化的学习者而言,这种沉浸式的体验是无价的。

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说实话,这本书给我的直观感受是“干货满满,但需要提炼”。我注意到许多段落都充满了复杂的术语和精确的定义,这表明作者在学术上的严谨度是毋庸置疑的。如果将这本书比作一个矿藏,那么挖掘的过程是相当耗费体力的,你需要自带足够好的工具和足够的毅力才能抵达富矿区。不过,一旦你掌握了其中的关键概念,那种豁然开朗的感觉是其他许多泛泛而谈的书籍无法比拟的。我特别欣赏作者在处理那些模棱两可的问题时所展现出的审慎态度,他从不轻易下结论,而是倾向于提供多角度的论证,这极大地锻炼了我的批判性思维。这本书更像是教科书之外的一本深度参考手册,它要求读者具备一定的预备知识,才能真正体会到其精髓所在。

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好的,这是一份根据您的要求,以读者口吻撰写的五段图书评价,每段评价风格迥异,且不包含书中具体内容的影射: --- 这本书的装帧设计颇为考究,封面那种磨砂质感让人爱不释手,拿在手里分量十足,明显是下了不少功夫的。我通常对这种专业性极强的书籍不太抱太大期望,总觉得内容会过于晦涩难懂,但这本书的排版和字体选择却出乎意料地友好。章节之间的过渡衔接得非常自然,即使是初次接触相关领域的读者,也能感觉到作者在努力构建一个清晰的逻辑框架。特别是那些图表的展示方式,虽然我没深入研究具体内容,但单从视觉效果来看,信息的传达效率应该很高,不会让人感到信息过载。我特别欣赏作者在章节引言部分所花的心思,它们像是一座座精心设计的门廊,引导着读者进入下一个知识殿堂,让人产生强烈的求知欲。整体而言,从物理层面上讲,这本书无疑是一件令人愉悦的阅读载物,值得在书架上占据一席之地。

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我更倾向于将这本书视为一个复杂系统的模型,而不是简单的一堆知识点的集合。它的结构组织得像一个精密的钟表,每一个齿轮——也就是每一个章节、每一个理论模块——都必须严丝合缝地咬合在一起,才能驱动整个知识体系平稳运行。我观察到作者在处理不同尺度和层面的问题时,总能找到一种奇妙的平衡点,既能深入到最微观的细节,又能立刻跳脱出来审视整体的宏观影响。这种全局观的培养,对于任何希望在自己的领域内有所建树的人来说,都是至关重要的。读完后,我感觉自己看待问题的视角变得更加多维和立体了,它拓展了我的思维边界,让我开始用一种更具系统性的方式去审视周围的世界。

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