沥青混合料断裂和车辙行为的离散元数值模拟和研究
发布时间：2021-12-24 09:13
作为使用最广泛的路面材料,沥青混合料在长期的使用过程中要经历超载、温度骤变、雨水侵蚀等条件的影响,极易出现裂纹和车辙等常见的损坏现象,严重影响行车舒适度和安全性,同时增加路面维护和修复的难度,产生巨大开支。鉴于沥青混合料组成和内部结构的复杂性,建立含骨料和沥青胶浆等成分的沥青混合料异质模型,预测路面结构在受力情况下的开裂和车辙力学行为,对于预防和控制路面损坏具有重要的意义。离散元方法作为近年来兴起的数值方法受到越来越多的关注,其中一个重要原因就是它在处理大变形问题时能避免出现有限元方法中的单元失真。本文对试件截面图像执行数字图像处理,建立二维离散元异质模型,考虑到沥青混合料在低温开裂和高温车辙变形中表现出的不同力学特性,采用与之相适应的本构模型描述基体、界面和骨料的材料性能,开展力学行为仿真并与相应的实验结果对照。主要做了以下创新工作:（1）考虑骨料形状的复杂性以及在沥青混合料力学行为中起到的重要作用,本文提出了一种基于图像处理技术的构建异质模型的方法。该方法通过对试件截面图像中骨料边界的检测和细化提取骨料信息,结合投放算法把骨料一一映射到离散元软件中,从而建立沥青混合料离散元二维异质...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
论文研究框架
材料和结构的基本单位。准二维的颗粒单元通常为圆盘，运动状态受外力影响。由于墙之间不会产生接触力，粒和颗粒-墙两类接触作用。间步为时间间隔进行循环计算，如图 2-1 所示。在每一个信息为颗粒的位置和转动角速度。当计算循环开始时，息检测颗粒与颗粒之间、颗粒与墙之间的接触，统计存的相对运动，其中切向相对位移的获得需要用到颗粒的本构关系计算接触中的力和力矩，统计颗粒涉及的所有与合力矩，并进行更新和记录，作为进一步计算的初始合力与合力矩，对每个颗粒应用动力学和运动定律求解以及颗粒的转动角速度，并进行更新和记录，作为下一
华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文(A)x 和(B)x 分别为颗粒 A 和 B 的位置矢量，d 为颗粒 A 和 B 圆： (B) (A) (B) (A) (B) (A)d x x x x x x 粒之间发生重叠，那么法向相对位移nU 就可以表示为：n (A) (B)U R R d)和(B)R 分别是颗粒 A 和颗粒 B 的半径。接触中心 C 的位置矢(C) (A) (A) n12R U x x n
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于蠕变模型的沥青混合料车辙有限元分析[J]. Barugahare Javilla,方昊,磨炼同. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(01)
[2]基于车辙试验的沥青混合料车辙评价指标分析[J]. 方昊,Barugahare Javilla,磨炼同. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(01)
[3]沥青混合料车辙变形的离散元数值模拟[J]. 高虎,杨新华,唐鹏. 固体力学学报. 2018(03)
[4]透水沥青混合料孔隙率与级配对其路用性能的影响[J]. 武琨璐,武雷,申少华,张宇弛,陶雅炆,孙嘉雯. 价值工程. 2018(05)
[5]基于半圆弯曲试验的高速公路沥青面层混合料抗裂性能分析[J]. 张文浩,卢勇,刘爱华,刘晨东. 现代交通技术. 2017(06)
[6]沥青混合料直接拉伸试验与断裂细观模拟研究[J]. 曾国伟,杨新华,张川川. 公路. 2017(11)
[7]基于半圆弯曲试验的抗车辙沥青混合料疲劳性能研究[J]. 姜俊,潘涛. 四川水泥. 2017(11)
[8]沥青高温蠕变变形的粘弹性组成研究[J]. 王琨,郝培文. 公路工程. 2017(05)
[9]沥青路面抗车辙性能试验的合理性分析[J]. 陈昱东,韩军舵. 江西建材. 2017(17)
[10]沥青混合料圆柱体试件车辙试验条件分析[J]. 谢玲儿,杨建华,李伟,张争奇. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2017(04)
博士论文
[1]沥青混合料粘弹塑本构模型与长期蠕变行为的实验研究[D]. 白凡.华中科技大学 2014
[2]沥青混合料开裂破坏行为的细观尺度模拟[D]. 尹安毅.华中科技大学 2013
[3]基于半圆弯曲试验的沥青混合料动态响应及断裂性能研究[D]. 刘宇.哈尔滨工业大学 2009
[4]沥青路面裂纹形成机理及扩展行为研究[D]. 毛成.西南交通大学 2004
硕士论文
[1]基于三维离散元方法的沥青混合料抗剪强度研究[D]. 包健西.浙江大学 2017
[2]基于粘弹性的沥青混合料疲劳性能研究[D]. 叶青.哈尔滨工业大学 2016
[3]基于内聚力模型和三维离散元法沥青混合料劈裂试验研究[D]. 万蕾.浙江大学 2016
[4]集料类型对橡胶沥青混合料低温性能的影响研究[D]. 王雪静.重庆交通大学 2015
[5]骨料形状对沥青混合料性能影响的离散元研究[D]. 袁强.大连理工大学 2015
[6]基于CT图像沥青混合料三维有限元数值模拟研究[D]. 孙红红.西安建筑科技大学 2012
[7]沥青混合料间接拉伸疲劳损伤特性研究[D]. 李琼.长沙理工大学 2011
[8]不同温度和轮载下沥青混合料车辙数值模拟[D]. 尚晋.华中科技大学 2009
本文编号：3550215
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
论文研究框架
材料和结构的基本单位。准二维的颗粒单元通常为圆盘，运动状态受外力影响。由于墙之间不会产生接触力，粒和颗粒-墙两类接触作用。间步为时间间隔进行循环计算，如图 2-1 所示。在每一个信息为颗粒的位置和转动角速度。当计算循环开始时，息检测颗粒与颗粒之间、颗粒与墙之间的接触，统计存的相对运动，其中切向相对位移的获得需要用到颗粒的本构关系计算接触中的力和力矩，统计颗粒涉及的所有与合力矩，并进行更新和记录，作为进一步计算的初始合力与合力矩，对每个颗粒应用动力学和运动定律求解以及颗粒的转动角速度，并进行更新和记录，作为下一
华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文(A)x 和(B)x 分别为颗粒 A 和 B 的位置矢量，d 为颗粒 A 和 B 圆： (B) (A) (B) (A) (B) (A)d x x x x x x 粒之间发生重叠，那么法向相对位移nU 就可以表示为：n (A) (B)U R R d)和(B)R 分别是颗粒 A 和颗粒 B 的半径。接触中心 C 的位置矢(C) (A) (A) n12R U x x n
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于蠕变模型的沥青混合料车辙有限元分析[J]. Barugahare Javilla,方昊,磨炼同. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(01)
[2]基于车辙试验的沥青混合料车辙评价指标分析[J]. 方昊,Barugahare Javilla,磨炼同. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(01)
[3]沥青混合料车辙变形的离散元数值模拟[J]. 高虎,杨新华,唐鹏. 固体力学学报. 2018(03)
[4]透水沥青混合料孔隙率与级配对其路用性能的影响[J]. 武琨璐,武雷,申少华,张宇弛,陶雅炆,孙嘉雯. 价值工程. 2018(05)
[5]基于半圆弯曲试验的高速公路沥青面层混合料抗裂性能分析[J]. 张文浩,卢勇,刘爱华,刘晨东. 现代交通技术. 2017(06)
[6]沥青混合料直接拉伸试验与断裂细观模拟研究[J]. 曾国伟,杨新华,张川川. 公路. 2017(11)
[7]基于半圆弯曲试验的抗车辙沥青混合料疲劳性能研究[J]. 姜俊,潘涛. 四川水泥. 2017(11)
[8]沥青高温蠕变变形的粘弹性组成研究[J]. 王琨,郝培文. 公路工程. 2017(05)
[9]沥青路面抗车辙性能试验的合理性分析[J]. 陈昱东,韩军舵. 江西建材. 2017(17)
[10]沥青混合料圆柱体试件车辙试验条件分析[J]. 谢玲儿,杨建华,李伟,张争奇. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2017(04)
博士论文
[1]沥青混合料粘弹塑本构模型与长期蠕变行为的实验研究[D]. 白凡.华中科技大学 2014
[2]沥青混合料开裂破坏行为的细观尺度模拟[D]. 尹安毅.华中科技大学 2013
[3]基于半圆弯曲试验的沥青混合料动态响应及断裂性能研究[D]. 刘宇.哈尔滨工业大学 2009
[4]沥青路面裂纹形成机理及扩展行为研究[D]. 毛成.西南交通大学 2004
硕士论文
[1]基于三维离散元方法的沥青混合料抗剪强度研究[D]. 包健西.浙江大学 2017
[2]基于粘弹性的沥青混合料疲劳性能研究[D]. 叶青.哈尔滨工业大学 2016
[3]基于内聚力模型和三维离散元法沥青混合料劈裂试验研究[D]. 万蕾.浙江大学 2016
[4]集料类型对橡胶沥青混合料低温性能的影响研究[D]. 王雪静.重庆交通大学 2015
[5]骨料形状对沥青混合料性能影响的离散元研究[D]. 袁强.大连理工大学 2015
[6]基于CT图像沥青混合料三维有限元数值模拟研究[D]. 孙红红.西安建筑科技大学 2012
[7]沥青混合料间接拉伸疲劳损伤特性研究[D]. 李琼.长沙理工大学 2011
[8]不同温度和轮载下沥青混合料车辙数值模拟[D]. 尚晋.华中科技大学 2009
本文编号：3550215
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