[發明專利]飛機荷載對機場道面沖擊磨耗作用的試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 202110575270.5
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113310834B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 高磊;張葉;柯世堂;吉雪;鄧行寬
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N3/303;G01N3/02
• 代理公司: 南京樂羽知行專利代理事務所(普通合伙) 32326
• 代理人: 李培

本發明公開一種飛機荷載對機場道面沖擊磨耗作用的試驗裝置，包括落錘機構和置于所述落錘機構下方的斜坡沖擊機構；所述落錘機構包括框架，所述框架上安裝有提升組件，所述提升組件下方安裝有配重和輪胎；所述斜坡沖擊機構包括L型鋼板和底部設有滾輪的平板支架，所述平板支架上安裝有可升降支撐桿，所述L型鋼板的直角端置于所述平板支架上，另一端與所述可升降支撐桿頂部連接。

技術領域

本發明涉及一種飛機荷載對機場道面沖擊磨耗作用的試驗裝置及試驗方法，屬于道路技術領域。

背景技術

落錘沖擊試驗法一般用來測定混凝土試件的抗沖擊性能。國內外對于混凝土抗沖擊性能的測定方法有很多種，但目前尚未形成一個統一的標準。綜合來看，可以按照沖擊速度的不同，將混凝土抗沖擊性能試驗方法分為高速單次沖擊和低速周期性沖擊。高速單次沖擊方法以霍普金森壓桿技術(簡稱SHPB技術)最為常用，主要是對被測試件施加單次高速沖擊，通過分析試件受沖后的破壞情況來衡量被測試件的抗沖擊性能。低速周期性沖擊以落錘沖擊試驗為代表，通常是對被測試件施加低速反復沖擊，通過分析試件破壞時的沖擊次數來衡量被測試件的抗沖擊性能。落錘沖擊試驗具有成本較低、簡單易行的特點，因此適用范圍廣。

目前常用的落錘沖擊設備為深圳三思縱橫廠家生產的DTM1203C1型落錘沖擊試驗機，該試驗機主要由錘頭、導軌、提升組件、承臺以及控制器等組成，其中落錘的錘重為8Kg(可更換錘頭)，錘頭為球面，落錘的提升高度通過控制器來控制，最大可提升高度為2m。測試時，首先將被測試件置于承臺中心，然后通過控制器設置落錘高度，落錘將自動找零并提升至所需要的高度，之后點擊落錘按鈕，即可對試件完成一次沖擊。沖擊過程中，對各組試件的沖擊破壞效果進行拍照記錄，試件沖擊完成后，對各組受沖后的試件進行剩余強度測定，根據試件的沖前強度和剩余強度，計算出試件受沖后的強度損失率。通過觀察、對比、分析各組試件的沖擊破壞效果、沖擊后的剩余強度和強度損失率，來評價各組試件的抗沖擊性能。荷載磨耗試驗一般用來評價普通試板及砂霧封層處置后的試板的耐磨性。試驗時，將兩塊試件水平放入荷載磨耗儀的槽中并保證兩塊試件之間沒有空隙后固定。啟動荷載磨耗儀將滾輪移動至一端后停止。通過滾輪上的液壓裝置調節滾輪高度使滾輪剛好碰到試塊表面。可以選擇是否在試件上灑一點水。開啟荷載磨耗儀，在保證其正常運作的同時通過增壓桿慢慢增加滾輪壓力，最終加至1Kg時停止加壓鎖定壓力桿。在1Kg的壓力下使磨耗儀運轉1h，3h，5h。通過計算磨耗值評價封層試件的耐磨性能。

落錘沖擊試驗機的試驗對象一般為水泥混凝土試件，通過釋放落錘實現對試件的沖擊作用，但是由于飛機接地時與地面有一定夾角，而該試驗裝置的落錘方向垂直于試件表面，因而與實際情況有所區別。另外，落錘沖擊試驗的落錘裝置只能作用于試件的固定區域，僅能體現飛機接地瞬間對跑道接觸面的磨耗作用，缺少對整體道面的性能考量。

荷載磨耗試驗儀一般用于路面性能的檢測，用以測試普通試板及砂霧封層處置后的試板的耐磨性，但由于飛機荷載高胎壓的特點，普通的荷載磨耗儀不能滿足大荷載條件，且不能實現飛機成角度降落的模擬，同時也忽略了飛機的沖擊特性，因而不能用于檢測機場道面的磨耗性能。另外，飛機接地瞬間對道面的影響包含了沖擊和磨耗作用，單一的落錘沖擊試驗或是荷載磨耗試驗都不能實現。

綜上，由于實際機場道面結構工作狀態復雜多變，受到飛機荷載的沖擊力及機場環境的綜合作用，導致常規的磨耗試驗和落錘沖擊試驗結果不能準確評價機場道面性能。由于現有宏觀試驗單一且未考慮材料的實際服役環境的問題，因此有必要考慮多因素耦合作用下機場道面受力特點，設計沖擊磨耗試驗裝置，模擬飛機沖擊磨耗作用對機場道面的影響并對道面性能提出新的評價方法。

發明內容

發明目的：針對實際機場道面結構工作狀態復雜多變，受到飛機荷載的沖擊力及機場環境的綜合作用，導致常規的磨耗試驗和落錘沖擊試驗結果不能準確評價機場道面性能。且由于現有宏觀試驗單一且未考慮材料的實際服役環境的問題，本發明考慮多因素耦合作用下機場道面受力特點，設計一款沖擊磨耗試驗裝置，同時模擬飛機沖擊磨耗作用對機場道面的影響并對道面性能提出新的評價方法。