[发明专利]一种基于振动加速度的公路跑道平整度评价方法

权利要求书

1.一种基于振动加速度的公路跑道平整度评价方法，其特征在于按照以下步骤进行：

步骤1：建立一个非对称性的力学模型：包括前起落架、左起落架和右起落架，假设每一个起落架穿越不同的跑道纵断面并与之都有接触点，三个起落架分别通过三条纵断面线；

步骤2：根据模型建立飞机起落架的气动力方程、飞机起落架的阻尼力方程、飞机的轮胎力方程、跑道纵断面的函数；

步骤3：建立运动方程，包括刚体运动方程、柔性体运动方程；

步骤4：根据Lagrange能量方程，建立飞机6自由度振动方程；

步骤5：运用TAYLOR级数展开式求解6个振动运动方程，求解得到飞机在跑道上运动时不同部位的6自由度振动加速度；

步骤6：通过振动加速度对跑道进行评价；

步骤2中

(1)飞机起落架的气动力：

这里：P—完全伸展时汽缸压强

V—完全伸展时汽缸体积

A—汽缸活塞面积

S—行程

(2)飞机起落架的阻尼力：

这里：

ρ_h-汽缸液体密度

A_h-液缸活塞面积

A_o-有效孔口面积

C_d-孔口系数用0.9

-振动速度

(3)飞机的轮胎力：

F_T＝KT_D (3)

其中：T_D-轮胎的压缩量

K-轮胎的当量线弹性系数

(4)跑道纵断面的函数

采用测得的机场纵断面上的点进行拟合，每三点一段采用下列方程拟合，这样可以将测得的道面拟合成一条连续曲线，便于作为振动干扰函数输入；

y(x)＝a₁+a₂x+a₃x²+a₄x³ (4)

公式(4)左边表示的是回归分析的起伏高度，表达式中的x是坐标，系数a₁、a₂、a₃、a₄是根据纵断面上每3个点得到的回归系数；

步骤3中

(1)刚体运动方程

重心垂直加速度

前起落架垂直加速度

右起落架垂直加速度

左起落架垂直加速度

颠簸加速度

滚转加速度

水平运动加速度

其中：F_s1，F_s2，F_s3-三个起落架的支反力

F_t1,F_t2,F_t3—轮胎力

M_cg,W,I_yy,I_xx—飞机质量，重量，对X和Y轴的惯性距

W₁,W₂,W₃—起落架重量

A,B,C,θ₁—F_s1,F_s2,F_s3和F_TD的力臂

L,F_T,F_TD,F_AD—飞机的升力，飞机的轮胎力，推力，气动力的推力下标1、2、3分别对应前起落架、右起落架、左起落架

(2)柔性体运动方程

对飞机的6个自由度而言，其中任意第i个振动模型

这里：

M_i—广义质量

ξ_i1、ξ_i2、ξ_i3、—在起落架1、2、3处的影响线值

ω_i—固有频率

τ—阻尼系数

q_i,—广义坐标及时间导数

步骤4中六自由度振动方程如下：

评价标准如果整条跑道上飞机振动加速度都小于±0.4g，说明飞机可以正常使用，如果振动超出±0.4g，则需要对跑道进行维修。