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沥青混合料运料车温度场模型构建与程序开发
| 论文题名： | 沥青混合料运料车温度场模型构建与程序开发 |
| 关键词： | 沥青混合料;运料车;温度场;数学模型;程序开发 |
| 摘要： | 由于运输过程中运料车内沥青混合料发生内外有别的非均衡的热量损失,致使车厢中沥青混合料各部分间产生明显的温度差异,在铺筑路面时使用发生温度离析的沥青混合料进行摊铺,部分区域的沥青混合料由于压实温度过低而压实不足,最终导致路面的密实度不均匀,表现出部分区域路面空隙率过大和平整度欠佳,使得路面发生水损害的概率增加,缩短了路面的使用寿命和增加了路面的养护成本。 本论文着眼于沥青混合料的温度离析特性开展运输过程中运料车内沥青混合料的温度变化规律研究。基于热传学的传热机理建立运料车内沥青混合料的温度场数学模型,采用非稳态导热问题的分析解法进行求解,总结导热微分方程中出现的参数取值运用VB语言将其温度场数学模型计算程序化,开发出一套操作简单、计算快捷、结果精确的可视化计算软件。得出的主要结论为: 1.基于热量交换三种形式的传热机理分析,得出运料车内沥青混合料与外界环境间发生的热量交换实质上是三种热量交换形式的不同组合;根据运料车车厢结构特点并考虑运料车内沥青混合料的非稳态导热环境,在合理的假设范围内,建立运料车内沥青混合料的温度场数学模型; 2.针对运料车车厢温度场几何形状规则且边界条件简单,沥青混合料三维导热微分方程采用分析解法用三个一维导热问题的分析解乘积来表示,再经过实用计算简化后得到最终的沥青混合料在任意时刻任一点温度求解方程; 3.针对导热微分方程中出现的参数,将温度视作直接影响参数的主要因素,借鉴相关研究成果,得出这些物性参数在特定条件下的取值方程; 4.运用VB语言将运料车厢内沥青混合料温度场计算程序化,开发出一套具有友好界面、操作简便并且计算精确的可视化计算软件,可快速得到运料车内沥青混合料各点温度数值,实现运输过程中沥青混合料温度离析的程度快速判断; 5.从导热微分方程求解精度及计算模拟数值结果与实测结果的偏差进行了误差分析,对物理模型假设建立、分析解法的简化以及不确定的物性参数等影响模型求解不准确的主要因素进行了分析总结。 本论文研究成果可更方便、快捷、准确地了解运输中沥青混合料的温度离析状况,可为运料车是否采取必要的保温措施以及优化施工工艺提供理论依据。 |
| 作者： | 赵美淇 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 彭余华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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