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动载作用下沥青混凝土的非线性疲劳损伤
| 论文题名： | 动载作用下沥青混凝土的非线性疲劳损伤 |
| 关键词： | 沥青混凝土;动态弹性模量场;粘弹性参数;疲劳损伤 |
| 摘要： | 现行的沥青混凝土疲劳寿命预估多采用室内弯拉或间接拉伸疲劳试验，但是试验具有周期长、成本较高、技术手段难以推广等不足。因此，通过有限元方法结合疲劳损伤力学进行研究具有实际意义，能更好地解释沥青路面在重复动载下的破坏机理。 首先，根据不同加载速率下沥青混凝土的单轴压缩荷载-变形曲线，建立相同加载工况的有限元模型，反算出对应加载时刻的动态弹性模量，从而得到以加载速率和应力状态为自变量的动态弹性模量场模型，并编写相应的VUMAT子程序。将其应用于沥青混凝土劈裂试验表征其材料非线性;将其应用于沥青混凝土三分点加载弯拉试验，用来预估不同加载速率下的弯拉强度。 其次，编写三参数粘弹性模型VUMAT子程序，对不同应变率加载下的沥青混凝土应力-应变曲线识别出对应的粘弹性参数，得到率相关粘弹性参数模型，并用相同试验的另一组数据验证模型的正确性。将其应用于沥青混凝土的弯拉和间接拉伸两种工况进行仿真，得到的最大弯拉应力幅值与试验强度进行比较，验证其适用性。 再次，在率相关粘弹性参数模型的基础上，建立以沥青混凝土层底弯拉应力为自变量的疲劳损伤模型，并对弯拉和间接拉伸两种工况的疲劳寿命进行预估，且与传统的S-N曲线预估法进行比较。 最后，根据骨料二维轮廓和五截面法构建三维数值骨料，将待投骨料几何模型预先离散为网格形式进行投放;根据沥青砂浆在不同应变率下的应力-应变曲线，得到应变率相关的粘弹性参数公式;采用以沥青砂浆第一主应力为自变量的细观疲劳损伤模型，分析沥青混凝土在动载作用下的多点损伤分布。 |
| 作者： | 朱江 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 韩丁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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