Estudio Comparativo sobre la Respuesta Mecánica en Estructuras de Pavimento Rígido de Modelos de Elementos Finitos Estáticos y Dinámicos
Autores: Meng, Qiao; Zhong, Ke; Li, Yuchun; Sun, Mingzhi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Estudio Comparativo sobre la Respuesta Mecánica en Estructuras de Pavimento Rígido de Modelos de Elementos Finitos Estáticos y Dinámicos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Pistas de aterrizaje
Respuesta mecánica
Análisis dinámico
Análisis estático
Presión de los neumáticos
Velocidad de hundimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
La seguridad de las pistas de aterrizaje de los aeropuertos es importante para garantizar el despegue, aterrizaje y rodaje de las aeronaves, y la comparación de la respuesta mecánica de las estructuras de pavimento bajo cargas dinámicas y estáticas mediante LS-DYNA rara vez ha sido estudiada. El propósito de este trabajo es separar dos métodos de análisis para investigar la respuesta mecánica de los pavimentos rígidos de los aeropuertos. En primer lugar, se estableció un modelo de acoplamiento neumático-pavimento de un aeródromo para evaluar la idoneidad de los análisis dinámicos y estáticos. Luego, se investigaron los efectos de los ángulos de inclinación en el aterrizaje, las velocidades de hundimiento y las presiones de los neumáticos sobre el esfuerzo efectivo, la deformación efectiva y el desplazamiento en z de la pista tanto para el análisis dinámico como para el estático. Finalmente, se analizó la significancia de los factores de influencia mediante análisis de regresión en Statistical Product and Service Solutions (SPSS). Los resultados indicaron que el esfuerzo efectivo, la deformación efectiva y el desplazamiento en z de la pista aumentaron con una disminución en el ángulo de inclinación en el aterrizaje, que también aumentó con un incremento en la velocidad de hundimiento y la presión de los neumáticos. Se demostró que la diferencia en la respuesta mecánica del pavimento entre los análisis dinámico y estático se amplió progresivamente a altas presiones de neumáticos y velocidades de hundimiento. En otras palabras, el método de análisis estático puede adoptarse para evaluar el comportamiento mecánico dinámico cuando el ángulo de inclinación en el aterrizaje es grande y la presión de los neumáticos es baja. Entre los diversos factores de respuesta mecánica, el efecto de la presión de los neumáticos fue el más evidente, seguido por la velocidad de hundimiento y el ángulo de inclinación en el aterrizaje. El trabajo propone un nuevo enfoque para comprender el comportamiento mecánico de las pistas bajo condiciones complicadas y variadas, evalúa la aplicabilidad de los métodos de análisis mecánico dinámico y estático, identifica factores clave en el análisis mecánico dinámico y estático de pistas rígidas, y proporciona apoyo técnico para mejorar y mantener la resistencia al impacto de las instalaciones de pavimento.
Descripción
La seguridad de las pistas de aterrizaje de los aeropuertos es importante para garantizar el despegue, aterrizaje y rodaje de las aeronaves, y la comparación de la respuesta mecánica de las estructuras de pavimento bajo cargas dinámicas y estáticas mediante LS-DYNA rara vez ha sido estudiada. El propósito de este trabajo es separar dos métodos de análisis para investigar la respuesta mecánica de los pavimentos rígidos de los aeropuertos. En primer lugar, se estableció un modelo de acoplamiento neumático-pavimento de un aeródromo para evaluar la idoneidad de los análisis dinámicos y estáticos. Luego, se investigaron los efectos de los ángulos de inclinación en el aterrizaje, las velocidades de hundimiento y las presiones de los neumáticos sobre el esfuerzo efectivo, la deformación efectiva y el desplazamiento en z de la pista tanto para el análisis dinámico como para el estático. Finalmente, se analizó la significancia de los factores de influencia mediante análisis de regresión en Statistical Product and Service Solutions (SPSS). Los resultados indicaron que el esfuerzo efectivo, la deformación efectiva y el desplazamiento en z de la pista aumentaron con una disminución en el ángulo de inclinación en el aterrizaje, que también aumentó con un incremento en la velocidad de hundimiento y la presión de los neumáticos. Se demostró que la diferencia en la respuesta mecánica del pavimento entre los análisis dinámico y estático se amplió progresivamente a altas presiones de neumáticos y velocidades de hundimiento. En otras palabras, el método de análisis estático puede adoptarse para evaluar el comportamiento mecánico dinámico cuando el ángulo de inclinación en el aterrizaje es grande y la presión de los neumáticos es baja. Entre los diversos factores de respuesta mecánica, el efecto de la presión de los neumáticos fue el más evidente, seguido por la velocidad de hundimiento y el ángulo de inclinación en el aterrizaje. El trabajo propone un nuevo enfoque para comprender el comportamiento mecánico de las pistas bajo condiciones complicadas y variadas, evalúa la aplicabilidad de los métodos de análisis mecánico dinámico y estático, identifica factores clave en el análisis mecánico dinámico y estático de pistas rígidas, y proporciona apoyo técnico para mejorar y mantener la resistencia al impacto de las instalaciones de pavimento.