基于谱元法的路面动力响应模拟方法及程序实现

发布时间：2023-04-20 02:38

　　在公路工程中,路面弯沉检测是公路维修和养护的重要方式。公路检测的方法有很多。其中,无损检测的方法越来越受到欢迎。主要的无损检测仪器是落锤式弯沉仪,其产生的圆面冲击载荷可以很好地模拟行车载荷。冲击载荷作用于路面所产生的路面响应可通过传感器和计算机转换为数据信息。通过对这些数据的分析,可以对路面结构进行初步评价,为路面维修和养护提供可靠的依据。然而,无损检测实验的结果需要与理论计算的结果进行比较,通过比较可以使路面的可靠性评价更加准确。本文以落锤式弯沉仪进行路面检测为工程背景,以路面动力响应计算为目标,做出了相关的研究。其研究内容如下:(1)本文介绍了一套由谱元法理论及数学计算方法得到的有意义的路面动力响应计算理论体系。为了考虑路面的粘弹性问题,文中分别推导了频域中三种流变模型的本构关系。其中,模型分别为开尔文模型、开尔文修正模型和伯格斯模型。根据理论计算流程,利用C++编写出了一套路面动力响应计算的程序代码。(2)为了验证程序对路面动力响应计算的正确性,文中以材料均为均质各向同性线弹性材料的多层模型为例,将有限元软件ABAQUS所计算的结果与程序代码所计算的结果作对比,验证了程序对路面动...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及选题意义
    1.2 路面动力响应的研究现状
        1.2.1 解析法对路面动力响应的研究现状
        1.2.2 数值法对路面动力响应的研究现状
        1.2.3 谱元法对路面动力响应的研究现状
    1.3 论文主要内容
第2章 谱元法的路面动力响应理论
    2.1 谱元法的线弹性理论
        2.1.1 势函数的解
        2.1.2 谱单元
    2.2 谱元法的粘弹性理论
        2.2.1 开尔文模型
        2.2.2 开尔文修正模型
        2.2.3 伯格斯模型
    2.3 边界问题及多层模型的响应解
        2.3.1 边界条件
        2.3.2 多层模型的全局响应解
        2.3.3 模型表面的响应解
    2.4 本章小结
第3章 算法、程序实现及验证
    3.1 算法实现
    3.2 程序实现
        3.2.1 前处理模块
        3.2.2 计算求解模块
        3.2.3 后处理模块
    3.3 程序验证
        3.3.1 有限元模型建立
        3.3.2 谱元法对边界条件的处理
        3.3.3 阻尼对线弹性多层模型的影响
        3.3.4 谱元法与有限元计算结果对比
    3.4 本章小结
第4章 算例分析
    4.1 线弹性多层模型
    4.2 粘弹性多层模型
        4.2.1 开尔文模型模拟粘弹性
        4.2.2 开尔文修正模型模拟粘弹性
        4.2.3 伯格斯模型模拟粘弹性
        4.2.4 阻尼对伯格斯模型模拟粘弹性的影响
        4.2.5 层厚度对伯格斯模型模拟粘弹性的影响
        4.2.6 泊松比对伯格斯模型模拟粘弹性的影响
    4.3 基于线弹性层和粘弹性层组合的多层模型
    4.4 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
附录1
附录2
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果



本文编号：3794718