發(fā)布時間：2018-04-14 08:27

  本文選題：瀝青混凝土 + 動態(tài)彈性模量場��； 參考：《合肥工業(yè)大學》2017年碩士論文

【摘要】：現(xiàn)行的瀝青混凝土疲勞壽命預估多采用室內彎拉或間接拉伸疲勞試驗,但是試驗具有周期長、成本較高、技術手段難以推廣等不足。因此,通過有限元方法結合疲勞損傷力學進行研究具有實際意義,能更好地解釋瀝青路面在重復動載下的破壞機理。首先,根據(jù)不同加載速率下瀝青混凝土的單軸壓縮荷載-變形曲線,建立相同加載工況的有限元模型,反算出對應加載時刻的動態(tài)彈性模量,從而得到以加載速率和應力狀態(tài)為自變量的動態(tài)彈性模量場模型,并編寫相應的VUMAT子程序。將其應用于瀝青混凝土劈裂試驗表征其材料非線性;將其應用于瀝青混凝土三分點加載彎拉試驗,用來預估不同加載速率下的彎拉強度。其次,編寫三參數(shù)粘彈性模型VUMAT子程序,對不同應變率加載下的瀝青混凝土應力-應變曲線識別出對應的粘彈性參數(shù),得到率相關粘彈性參數(shù)模型,并用相同試驗的另一組數(shù)據(jù)驗證模型的正確性。將其應用于瀝青混凝土的彎拉和間接拉伸兩種工況進行仿真,得到的最大彎拉應力幅值與試驗強度進行比較,驗證其適用性。再次,在率相關粘彈性參數(shù)模型的基礎上,建立以瀝青混凝土層底彎拉應力為自變量的疲勞損傷模型,并對彎拉和間接拉伸兩種工況的疲勞壽命進行預估,且與傳統(tǒng)的S-N曲線預估法進行比較。最后,根據(jù)骨料二維輪廓和五截面法構建三維數(shù)值骨料,將待投骨料幾何模型預先離散為網(wǎng)格形式進行投放;根據(jù)瀝青砂漿在不同應變率下的應力-應變曲線,得到應變率相關的粘彈性參數(shù)公式;采用以瀝青砂漿第一主應力為自變量的細觀疲勞損傷模型,分析瀝青混凝土在動載作用下的多點損傷分布。
[Abstract]:The current fatigue life of asphalt concrete is mainly estimated by indoor flexural fatigue test or indirect tensile fatigue test, but the test is short of long cycle, high cost and difficult to be popularized.Therefore, it is of practical significance to study the fatigue damage mechanics by means of finite element method, which can better explain the failure mechanism of asphalt pavement under repeated dynamic loads.Firstly, according to the uniaxial compression load-deformation curve of asphalt concrete under different loading rates, the finite element model of the same loading condition is established, and the dynamic elastic modulus corresponding to the loading time is calculated back.The dynamic elastic modulus field model with the loading rate and the stress state as the independent variable is obtained and the corresponding VUMAT subprogram is written.It is applied to the splitting test of asphalt concrete to characterize its material nonlinearity, and to the flexural tensile test of asphalt concrete under three-point loading to predict the flexural tensile strength at different loading rates.Secondly, the three-parameter viscoelastic model VUMAT subroutine is written to identify the corresponding viscoelastic parameters for the stress-strain curves of asphalt concrete under different strain rates, and the rate-dependent viscoelastic parameter model is obtained.Another set of data from the same experiment was used to verify the correctness of the model.The maximum flexural stress amplitude of asphalt concrete is compared with the test strength to verify its applicability.Thirdly, on the basis of the rate-dependent viscoelastic parameter model, the fatigue damage model is established, which takes the bending tensile stress of asphalt concrete bottom as the independent variable, and the fatigue life of the flexural tension and indirect tension is forecasted.And compared with the traditional S-N curve prediction method.Finally, according to the two-dimensional profile of aggregate and the five-section method, the three-dimensional numerical aggregate is constructed, and the geometric model of the aggregate is discretized as a grid form, and the stress-strain curve of asphalt mortar at different strain rates is obtained.The viscoelastic parameter formula related to strain rate is obtained and the multi-point damage distribution of asphalt concrete under dynamic loading is analyzed by using the meso-fatigue damage model with the first principal stress of asphalt mortar as the independent variable.
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU528.42

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本文編號：1748466