Numerical analysis of flexible airfield pavements behaviour submitted by large aircraft: influence of the position and configuration of the landing gear
https://doi.org/10.25587/2222-5404-2024-21-4-45-55
Abstract
Finite Element numerical program applied to the airfield pavement behavior to determine the damage mechanisms of pavement structures under high intensity loads and to determine the critical response has been investigated. This investigation on airfield pavements confirms that six-wheels bogies for aircraft or tridem axles of heavy weights on road pavement mainly create longitudinal cracking due to the maximum transverse strains, while four-wheels bogie for aircraft or tandem axles mainly create transverse cracking due to the maximum longitudinal strains such as in road pavements. The modelling was based on quasi-static comparisons of landing gear configurations. These analyses provided data on the effects of interference when changing the distance between wheels or supports, comparisons between different landing gear configurations of the A340, B777 and their main competitors. A multi-layer linear model is proposed considering the design of flexible pavement, which will be more rational than the current CBR method.
About the Authors
Z. Ambassa
National Higher Polytechnic School of Douala, University of Douala
Cameroon
Cameroon
Zoa Ambassa – PhD, Doctor of Engineering, Senior Lecturer, Laboratory of Mechanical and Materials, Department of Civil Engineering
R. Medjo Eko
International Higher School of Bridges and Pavements of Abidjan, Ivory Coast,
University of Douala
Cameroon
Cameroon
Robert Medjo Eko – PhD, Professor of Geotechnical Engineering
M. N. Safonova
M.K. Ammosov North-Eastern Federal University
Russian Federation
Russian Federation
Mariya N. Safonova – Cand. Sci. (Technology), Assoc. Professor of the Department of Applied Mechanics and Building Materials Science
Yakutsk
A. A. Fedotov
M.K. Ammosov North-Eastern Federal University
Russian Federation
Russian Federation
Andrey A.Fedotov – Senior Lecturer of the Department of Applied Mechanics and Building
Materials Science, Institute of Engineering and Technology
Yakutsk
N. E. Ammosova
M.K. Ammosov North-Eastern Federal University
Russian Federation
Russian Federation
Nyurguyana E. Ammosova – Head of the Laboratory of the Department of Applied Mechanics and Building Materials Science, Institute of Engineering and Technology
Yakutsk
References
1. Амбасса З, Овона О. Моделирование методом конечных элементов для повышения точности прогнозирования повреждений гибких покрытий аэродромов на слабых и жестких основаниях при различных конфигурациях высоких нагрузок от шасси самолетов нового поколения. Журнал криволинейных и слоистых конструкций. 2024. (на англ.)
2. Амбасса З, Эллоу Ф, Петит Ч, Меджо Эко Р. Механизмы усталостного растрескивания битумных покрытий при касательных движущихся нагрузках. В кн.: Скарпас А., Крингос Н., Аль-Кади И., Лойзос А. (ред.). 7-я Международная конференция RILEM по растрескиванию покрытий. RILEM Bookseries. 2012. 4 номер, стр. 675–685 (на англ.)
3. Амбасса З, Эллоу Ф, Петит Ч, Меджо Эко Р. Влияние многоосных нагрузок на усталостную долговечность асфальтобетонных покрытий: прогнозирование с помощью вязкоупругой МКЭ модели. Строительство и строительные материалы, 2013, 43 номер, 443–452 стр. (на англ.)
4. Амбасса З, Эллоу Ф, Петит Ч, Меджо Эко Р. Оценка агрессивности движения на битумных покрытиях в круговых перекрестках. Вестник лаборатории дорожного хозяйства, 2013, 280-28, стр. 171–188 (на франц.)
5. Амбасса З, Амба ДжЧ. Динамическое исследование гибких дорожных покрытий с помощью дефлектометра с падающим грузом. (Африканская наука), 2017;13(1):52-62 стр. (на франц.)
6. Брутин М. Оценка гибких аэродромных покрытий с помощью дефлектометров с тяжелым грузом. Разработка динамического анализа МКЭ во временной области для обратного расчета структурных свойств. Кандидат наук, ENPC, Франция. 2010, с. 370 (на англ.)
7. Cast3M (Cast3m — исследовательская среда конечно-элементного моделирования; разработка финансируется Французским комиссариатом по атомной энергии) 2022. URL: http://www/cast3m.cea.fr/ (на англ.)
8. DGAC-STBA. Методика расчета гибких аэродромных покрытий. Техническое руководство, 2014:138 c. (на франц.)
9. DGAC-STBA. Расчет дорожных покрытий — Инструкция по расчету аэродромных покрытий и определению допустимых нагрузок. STBA, Франция, 1988:84. (на франц.)
10. GAN. Применение норм к гидрокарбонатным асфальтобетонным смесям и поверхностным покрытиям аэродромных покрытий. DGAC-STBA, Франция, 2012. 78 стр. (на франц.)
11. GTR. Строительство автомобильных дорог: устройство земляного полотна (насыпи и слои основания), части I и II. SETRA-LCPC, 2-е издание, июль, 2000. 211 стр. (на франц.)
12. ICAO. Руководство по проектированию взлетно-посадочных полос. ICAO, 2005. 164 стр. (на англ.)
13. Кабо Э. Дефекты материала при контактной усталости качения: влияние перегрузок и скоплений дефектов. Международный журнал усталости, 2002, 24 номер. 887–894 стр. (на англ.)
14. Керзрехо Ж.-П. и др. Оценка агрессивности различных многоосных нагрузок с использованием ускоренных испытаний. Материалы 4-й Международной конференции по ускоренным испытаниям дорожных покрытий. Французский институт науки и технологий в области транспорта, развития и сетей. 2012. 12 номер, 505–517 стр. (на англ.)
15. Менаже Ф. и др. Заменена ли норма NF P98-086 для железнодорожных покрытий нормой NF EN 16432-2? Часть I. Сравнение норм без учета теплового воздействия, 2020. 6 номер. DOI: 10.5281/zenodo.3987782. (на франц.)
16. Майнер М.А. Накопление повреждений при усталости материала. Журнал прикладной механики, 1945. 3, 159–164 стр. (на англ.)
17. Саркер П., Тутумлюер Э. Оценка повреждений аэродромных покрытий под воздействием нагрузок и траекторий движения колес самолетов нового поколения. Сборник научных трудов Транспортного исследовательского совета. Журнал Транспортного исследовательского совета, 2018. 2672(29), 82–92 стр. (на англ.)
18. Винисиус А.Ф. Численный анализ влияния нелинейного поведения грунта и неоднородности его свойств на реакцию железнодорожного пути. Инженерные науки (физика). Высшая школа Парижа. 2014. 332 стр. (на франц.)
19. Уэй Б., Го Ц. Прогнозирование остаточного ресурса взлетно-посадочной полосы аэропорта с учетом надежности и накопления повреждений. Достижения в материаловедении и инженерной науке, 2022. 1-11. https://doi.org/10.1155/2022/6494812 (на англ.)
Review
For citations:
Ambassa Z., Medjo Eko R., Safonova M.N., Fedotov A.A., Ammosova N.E. Numerical analysis of flexible airfield pavements behaviour submitted by large aircraft: influence of the position and configuration of the landing gear. Vestnik of North-Eastern Federal University. 2024;21(4):45-55. https://doi.org/10.25587/2222-5404-2024-21-4-45-55
Views:
88
Email this article 