原文传递
基于离散元法的沥青混凝土切削数值模拟
| 论文题名： | 基于离散元法的沥青混凝土切削数值模拟 |
| 关键词： | 路面铣刨机;子弹头刀具;切削力;沥青混凝土;离散元法;数值模拟 |
| 摘要： | 随着高速公路的不断发展，路面养护机械中的路面铣刨机的需求量也随之增加。路面铣刨机的工作原理是利用子弹头刀具对损坏的沥青混凝土路面进行切削，再重新摊铺新的沥青混凝土。沥青混凝土是一种具有粘弹性和流变特性的多相复合材料，而有限元在处理非连续介质力学有着固有的缺陷。本文提出采用离散元数值方法来模拟沥青混凝土的切削，从而预测刀具的受力，分析离散元颗粒流软件PFC中二维和三维在模拟沥青混凝土切削的优缺点，深入地研究沥青混凝土切削中刀具受力的变化，得到合理、最优的刀具工作参数，达到提高切削效率的目的。本文主要工作如下： 1、介绍路面铣刨机的工作原理和沥青混凝土数值方法研究的现状和进展，介绍离散元颗粒流软件（Particle Flow Code简称PFC）在研究沥青混凝土切削问题上的优势和其基本原理。 2、采用微机控制万能试验机对沥青混凝土进行室内单轴压缩实验，测得沥青混凝土的弹性模量和抗压强度。 3、以沥青混凝土的胶浆理论为基础结合颗粒流软件内置的本构模型建立沥青混凝土的二维和三维模型。采用颗粒流软件的FISH语言编写程序建立虚拟的单轴压缩试验和劈裂试验对沥青混凝土离散元模型进行校核，校准其抗压强度、弹性模量、泊松比和抗拉强度。 4、采用AutoCAD建立刀具的模型导入PFC2D建立沥青混凝土的二维切削模型，采用PRO/E建立刀具的模型导入PFC3D中建立三维的切削模型，分别进行切削模拟，分析刀具受力，得出三维的切削模拟更适合于模拟子弹头刀具切削沥青混凝土，预测刀具的受力。 5、先采用单因素法，后采用正交试验法分析切削速度、切入角和切削深度三因素对子弹头刀具在切削沥青混凝土的切削力的影响，得到最优的切削参数为：Vc=5m/s，γ0=45°，ap=5mm。 |
| 作者： | 李军 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 周里群 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湘潭大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
