近些年民航业发展迅猛,随着大型飞机的不断投入运营和航空运输量的逐年增加,跑道也承担着愈发重要的责任。跑道在使用时不可避免会受到冲击和破坏,往往相比于设计使用年限会提现前出现结构损坏、使用性能下降等问题,甚至有些机场道面在建成几年后便出现裂缝、脱空甚至断板等现象,这不但影响到道面的正常使用及飞机运行安全,也严重缩短道面使用寿命。因此,需要对实际状态下机场道面的动态响应规律进行研究,分析影响道面寿命的因素并据此提出相应提高寿命的方法。以往研究表明:进行现场试验可由相应监测设备获取所需的动态响应信息,但是该试验耗时长且需要大量人力物力,限于现实条件很难采用该种方法,故参照许多学者研究方法通过计算机模拟进行相关有限元计算。本文借助了国家超级计算机天津中心的强大运算功能,结合相关理论分析,建立了在道面不平整度激励下飞机滑行和定点冲击模型,进行了大量有限元计算,分析刚性道面结构参数取值对动态响应的影响,从时域和频域角度为提高刚性道面寿命提供了理论参考。主要研究内容和成果如下:1、对比了不同平整度模拟方法,利用ANSYS仿真生成不同道面等级IRI值下道面不平整度值。通过分析简化得到了四自由度飞机模型,建立并求解耦合振动系统方程。2、根据实际条件,运用ANSYS软件建立机场刚性道面结构模型,结合相关力学分析,将道面不平整度产生的随机动荷载加载到道面上,仿真模拟得到飞机随机动荷载引起的道面的动态响应;并利用瞬态动力学原理,分析道面在不同工况下的振动响应情况。3、对比分析大量有限元计算所得数据,得到飞机动荷载作用下道面面层动位移变化规律并对其影响因素进行分析。发现土基模量增大对减小动位移影响最大,当土基模量取值超过100MPa时对动位移影响明显减小;面层模量和面层厚度的增大对减小动位移有一定影响,并分别根据计算给出合理参考值;而基层模量与厚度对动位移影响很小。4、基于频域角度,利用MATLAB软件,首先对飞机随机荷载进行频谱分析得到荷载主频,研究飞机滑行速度对动荷载主频的影响。后在模型上施加瞬态冲击,根据提取的加速度信号进行频谱分析得到道面基频,分析道面结构取值对基频的影响。发现土基模量对基频影响最大,基频随土基模量增大而增大;而面层和基层厚度也有一定影响且近似线性关系。