基于多组分建模的沥青混凝土铣削过程的数值模拟

发布时间：2021-09-29 20:59

　　目前国内自行研制的路面铣刨机和国外的同类型产品相比依然存在很大的差距,工作寿命较短,工作状况不稳定从而导致路面铣削质量不稳定。种种因素让国产铣刨机丧失了很大一部分竞争力,因此进一步提升国产路面铣刨机的技术水平已经迫在眉睫。对于路面铣刨机而言,其相关技术研究的重点和关键是分析沥青混合料复杂的细观力学性能、粗细集料和沥青砂浆之间的相互作用以及建立铣刨刀具工作过程的有限元模型。本文利用有限元仿真软件ABAQUS针对沥青混凝土各组分的物理性质构建贴近沥青混凝土实际性质的细观力学本构模型,建立沥青混凝土和铣刨刀具相互作用的有限元模型来获得切削过程的切削力;在细观力学条件下求出刀具所受摩擦阻力平均值;尤其是刀具和集料颗粒接触时的力学情况变化规律。本文主要研究工作有:（1）明确刀具在切削过程中的运动轨迹和受力情况,进而求出刀尖的轨迹方程和摩擦阻力f计算公式;明确摩擦阻力f与工作参数之间的关系。（2）从细观力学的角度对沥青混凝土内部组分进一步细化,在对沥青混凝土试件建模的过程中分别建立沥青砂浆和集料颗粒的细观模型并采用Johnson-Cook模型分别设置集料颗粒和沥青砂浆的力学性能;利用Python软... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

各种级配的沥青混凝土切片图像

湘潭大学硕士论文铣刨方式下的铣刨刀具的铣刨阻力会大大减小，但是加热系统会使得铣刨机整体的油耗增加，加热后产生的沥青混凝土废料也会粘滞在铣刨刀具的表面及空隙中不利于排屑，工作过程结束后要耗费人力清理。冷铣刨作业方式则不需要再铣削作业之前对沥青混凝土进行预热，可以直接启动铣刨鼓对沥青混凝土路面进行铣削，而且常温状态下的铣削废料不会粘滞在铣刨刀具的表面及空隙中，有利于收集装置的废料回收作业。目前市场上大多数型号的铣刨机切削厚度大多超过 300mm，切削宽度能够覆盖300mm-2000mm，有助于在一次铣削作业中完成对整个路面的全厚度铺层铣削；国外铣刨机型号及主要参数见表 1.2。

湘潭大学硕士论文铣刨方式下的铣刨刀具的铣刨阻力会大大减小，但是加热系统会使得铣刨机整体的油耗增加，加热后产生的沥青混凝土废料也会粘滞在铣刨刀具的表面及空隙中不利于排屑，工作过程结束后要耗费人力清理。冷铣刨作业方式则不需要再铣削作业之前对沥青混凝土进行预热，可以直接启动铣刨鼓对沥青混凝土路面进行铣削，而且常温状态下的铣削废料不会粘滞在铣刨刀具的表面及空隙中，有利于收集装置的废料回收作业。目前市场上大多数型号的铣刨机切削厚度大多超过 300mm，切削宽度能够覆盖300mm-2000mm，有助于在一次铣削作业中完成对整个路面的全厚度铺层铣削；国外铣刨机型号及主要参数见表 1.2。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于细观力学脆性岩石剪切特性演化模型研究[J]. 李晓照,戚承志,邵珠山,屈小磊.  岩土力学. 2019(04)
[2]聚合物骨架混凝土与沥青混凝土车辙影响对比研究[J]. 黄锋,谷建义.  中外公路. 2018(04)
[3]纤维沥青混凝土车辙试验的随机有限元细观模型仿真[J]. 徐勋伟,仇云强,郭贺贺,沙海洋,张振,徐勋倩.  湖南交通科技. 2018(02)
[4]大型铣刨机铣刨传动新技术[J]. 李建科,倪东升,何财政.  工程机械. 2018(06)
[5]土石混合体细观力学参数对宏观力学特性影响研究[J]. 金磊,曾亚武,叶建华.  武汉大学学报(工学版). 2018(05)
[6]沥青混凝土铺装层对桥面结构力学性能影响的有限元分析[J]. 赵宴刚.  公路工程. 2018(02)
[7]蒙特卡罗法生成二维三维随机骨料模型的ANSYS实现[J]. 荣明达,郭志勇,吴学前.  建设机械技术与管理. 2017(11)
[8]二维细观随机混凝土模型的建立和应用[J]. 胡大琳,张立兴,陈定市.  长安大学学报(自然科学版). 2017(03)
[9]基于修正Burgers模型的钢桥面铺装车辙有限元分析[J]. 李国芬,王宏畅,王勇,朱兴明.  林业工程学报. 2016(05)
[10]温度对沥青道面力学性能的影响[J]. 苏晨,张鑫,黄思宇,蔡靖.  信息化建设. 2016(06)

博士论文
[1]切削—挤压成形过程分析与建模方法研究[D]. 朱江新.西安理工大学 2006

硕士论文
[1]基于流变学本构模型和动力有限元分析的沥青路面车辙计算[D]. 汪凡.重庆交通大学 2009



本文编号：3414466