飛機-跑道的隨機振動分析 劉詩福 田雨 侯天新 9787576507324 【台灣高等教育出版社】

內容簡介
從2015年起，筆者研究團隊對飛機-跑道的隨機振動課題開展持續攻堅工作，依託中國博士后基金面上項目《基於三維飛機-跑道耦合隨機振動分析的跑道平整度評價模型》（2020M681392）、國家自然科學基金聯合基金《數據驅動-力學模型融合的機場剛性道面結構性能評價方法》（U1933113）和上海市自然科學基金面上項目《動態應變感知的機場跑道結構模態參數精準辨識方法》（23ZR1466300）等，開展了博士論文《基於飛機滑跑隨機振動動力學響應及跑道平整度評價模型》和碩士論文《飛機-跑道機振動響應分析》等研究工作，為該課題積累了大量的基礎研究。歷經8年的沉澱，終於將研究成果整理、歸納、凝練成《飛機-跑道的隨機振動分析》。
全書分為7章，第1章為緒論，重點介紹了飛機-跑道機振動的研究方法；第2章為飛機跑道系統激勵模型，實測了跑道實際的不平整，並重構了二維、三維頻譜模型；第3章和第4章介紹了飛機地面動力學分析、跑道動力學分析方法；第5章為飛機-跑道相互作用分析方法，從時域、頻域兩大維度進行分析，並構建了模擬平台；第6章和第7章主要為多因素情況下飛機-跑道機振動分析、飛機-跑道機振動的應用實踐。

作者簡介
劉詩福，男，同濟大學交通運輸工程學院，副研究員。致力於機場工程領域飛機-跑道系統動力學的研究，主持上海市自然科學基金「動態應變感知的機場跑道結構模態精準辨識方法」，主持並參与了其他多個基金項目。參与的「機場跑道智能感知與運行保障關鍵技術」獲得教育部科技進步一等獎，參編《民用機場道面評價管理技術規範》。發表SCI論文7篇，中國公路學報等EI論文9篇，授權發明專利5項，實用新型專利4項。

目錄
前言
1 緒論
1 1 飛機-跑道隨機振動研究回顧
1 1 1 飛機-跑道隨機激勵源的測量方法
1 1 2 飛機-跑道隨機激勵源的數學描述
1 1 3 飛機-跑道不平整評價方法
1 1 4 飛機-跑道不平整評價指標
1 1 5 飛機子系統隨機振動研究
1 1 6 跑道子系統動力響應研究
1 1 7 飛機-跑道隨機振動研究
1 2 飛機-跑道隨機振動研究的必要性
1 2 1 飛機-跑道特殊性
1 2 2 面臨的動力學問題
1 3 飛機-跑道隨機振動研究內容
1 3 1 研究目標
1 3 2 物理組成
1 3 3 關鍵要素
1 4 研究方法
1 4 1 隨機振動分析方法
1 4 2 動力學建模方法
1 4 3 數學物理解析方法
1 4 4 信號處理方法
1 4 5 統計分析方法
1 4 6 試驗研究方法
本章參考文獻
2 飛機-跑道系統激勵模型
2 1 確定性激勵模型
2 1 1 脈衝型激勵
2 1 2 諧波型激勵
2 1 3 動力型激勵
2 2 隨機性激勵模型
2 2 1 道面隨機不平整
2 2 2 飛機隨機升力
2 3 道面隨機不平整實測與重構
2 3 1 跑道不平整實測
2 3 2 二維重構
2 3 3 三維重構
本章參考文獻
3 飛機地面動力學分析
3 1 飛機地面動力學理論模型
3 1 1 飛機輪胎模型
3 1 2 飛機起落架模型
3 1 3 機翼升力模型
3 1 4 飛機地面動力學模型的分析與建立
3 2 飛機地面動力學軟體模擬方法
3 2 1 MATLAB/Simulink
3 2 2 ADAMS/Aircraft
3 2 3 ProFAA
3 3 不平整激勵下飛機滑跑動力分析
3 3 1 基於理論模型的飛機滑跑動力分析
3 3 2 基於MATLAB/Simulink的飛機滑跑動力分析
3 3 3 基於ADAMS/Aircraft的飛機滑跑動力分析
3 3 4 基於ProFAA的飛機滑跑動力分析
本章參考文獻
4 跑道動力學分析方法
4 1 跑道結構形式
4 1 1 水泥道面
4 1 2 瀝青道面
4 1 3 複合道面
4 1 4 滑行道橋
4 2 跑道動力學理論模型
4 2 1 水泥道面振動模型
4 2 2 瀝青道面振動模型
5 飛機-跑道相互作用分析方法
6 多隨機因素作用下飛機-跑道隨機振動分析
7 飛機-跑道隨機振動的應用實踐
後記

前言/序言
近年來，我國航空交通量發展迅猛。截至2023年，我國民用機場數量為260座，預計到2035年我國民用機場數量將增加至460座。
跑道作為機場最重要的基礎設施，是供飛機起降滑跑的核心平台。隨著以B777為代表的新一代大型飛機投入運營使用，高速度、大軸載、高胎壓、強衝擊等新一代飛機的動力特徵顯著，進一步強化了飛機-跑道之間的動力相互作用。一方面，飛機動載造成跑道結構的振動會引發動力損傷（道基變形、道面錯台等）；另一方面，跑道的振動響應又將進一步與道面隨機不平整耦合，二者共同激勵飛機起落架，從而加劇飛機的隨機振動。飛機-跑道的隨機振動在新一代大型飛機上的表現更為突出，這不僅影響駕駛員對飛機的操縱性，降低乘客舒適度，還會加速跑道和飛機構件的疲勞損傷。因此，準確揭示飛機-跑道動力相互作用特性對跑道功能性能評價、結構設計以及飛機滑跑運行安全具有重要意義。
與列車-軌道系統、車輛-道路系統等相比，影響飛機-跑道系統的因素更為複雜，如：飛機在跑道上起降為非平穩變速運動，幾乎不存在勻速運動，這點與列車運行差異較大；飛機跑道橫向距離寬，所以其隨機不平整的空間效應比道路更為顯著；飛機存在升力，其升力大小與飛機運動行為密切相關，動態性強；飛機起落架以及輪胎非線性突出；等等。這些因素都增加了飛機-跑道相互作用的分析難度。
從2015年起，筆者研究團隊對飛機-跑道的隨機振動課題開展持續攻堅工作，依託中國博士后基金面上項目《基於三維飛機-跑道耦合隨機振動分析的跑道平整度評價模型》（2020M681392）、國家自然科學基金聯合基金《數據驅動-力學模型融合的機場剛性道面結構性能評價方法》（U1933113）和上海市自然科學基金面上項目《動態應變感知的機場跑道結構模態參數精準辨識方法》（23ZR1466300）等，開展了博士論文《基於飛機滑跑隨機振動動力學響應及跑道平整度評價模型》和碩士論文《飛機-跑道機振動響應分析》等研究工作，為該課題積累了大量的基礎研究。歷經8年的沉澱，終於將研究成果整理、歸納、凝練成本書。
全書分為7章，第1章為緒論，重點介紹了飛機-跑道機振動的研究方法；第2章為飛機跑道系統激勵模型，實測了跑道實際的不平整，並重構了二維、三維頻譜模型；第3章和第4章介紹了飛機地面動力學分析、跑道動力學分析方法；第5章為飛機-跑道相互作用分析方法，從時域、頻域兩大維度進行分析，並構建了模擬平台；第6章和第7章主要為多因素情況下飛機-跑道機振動分析、飛機-跑道機振動的應用實踐。由於時間有限，書中難免存在不足之處，敬請廣大讀者批評指正。