瀝青路面溫度場及應(yīng)力場的數(shù)值模擬研究的開題報告

瀝青路面溫度場及應(yīng)力場的數(shù)值模擬研究的開題報告一、研究背景公路交通是現(xiàn)代城市生活不可或缺的部分，而路面作為公路交通的重要組成部分，其質(zhì)量和耐久性對行車安全和行車經(jīng)濟有著至關(guān)重要的影響。然而，在高溫環(huán)境下，路面溫度過高容易導(dǎo)致路面變形和損壞，進而影響行車安全和交通效率，因此路面溫度場的研究具有重要的現(xiàn)實意義?，F(xiàn)有的路面溫度場研究大多采用實驗和經(jīng)驗分析的方法，無法完全反映路面結(jié)構(gòu)特點及各構(gòu)件間的相互作用關(guān)系，且成本高、周期長。因此，開展路面溫度場及應(yīng)力場的數(shù)值模擬研究具有非常重要的意義。二、研究內(nèi)容本文擬采用有限元方法（FEM）對瀝青路面溫度場及應(yīng)力場進行數(shù)值模擬研究，并對其影響因素進行分析，主要研究內(nèi)容包括：（1）建立瀝青路面的有限元模型，考慮路面橫向?qū)λ挠绊?。?）對溫度場進行數(shù)值模擬分析，探究溫度分布規(guī)律及其產(chǎn)生的原因，并比較模擬結(jié)果與實驗結(jié)果進行驗證。（3）分析溫度場對路面應(yīng)力場的影響，探究不同溫度下路面應(yīng)力的分布規(guī)律及其產(chǎn)生的原因。（4）探究各種因素對路面溫度場及應(yīng)力場的影響，如太陽輻射量、大氣溫度、路面厚度、瀝青層厚度、路面結(jié)構(gòu)等。三、研究方案（1）建立有限元模型：本文采用ANSYS等有限元軟件建立瀝青路面的有限元模型，考慮路面橫向?qū)ζ涞挠绊?。模型中將路面分為多層結(jié)構(gòu)，對不同結(jié)構(gòu)進行分層建模，以各層界面為界在不同層之間建立節(jié)點，通過大量實驗數(shù)據(jù)對材料的力學(xué)特性進行描述，確定各材料本構(gòu)關(guān)系，計算各層材料的應(yīng)力、應(yīng)變等力學(xué)參數(shù)。（2）溫度場數(shù)值模擬：通過建立路面溫度場的數(shù)學(xué)模型，求解邊界條件和初值，采用有限元法進行數(shù)值模擬，探究不同溫度下的局部溫度分布規(guī)律及其影響因素，分析不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的溫度分布規(guī)律，并與實驗結(jié)果進行比較、驗證。（3）應(yīng)力場數(shù)值模擬：通過將溫度場計算結(jié)果輸入有限元分析軟件中作為載荷，對路面應(yīng)力場進行有限元數(shù)值模擬分析，探究不同溫度下路面應(yīng)力的分布規(guī)律及其影響因素，分析不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的應(yīng)力分布規(guī)律，并與實驗結(jié)果進行比較、驗證。（4）數(shù)據(jù)分析：根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，分析路面溫度場及應(yīng)力場的規(guī)律和主要影響因素，探究不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對路面溫度場及應(yīng)力場的影響，為提高路面抗熱老化和保護路面等方面提供依據(jù)和參考。四、預(yù)期結(jié)果（1）建立瀝青路面的有限元模型，并進行相關(guān)驗證；（2）探究路面溫度場的分布規(guī)律及其影響因素；（3）探究溫度場對路面應(yīng)力場的影響以及應(yīng)力場的分布規(guī)律及其影響因素；（4）分析各種因素對路面溫度場及應(yīng)力場的影響；（5）為提高路面抗熱老化和保護路面提供依據(jù)和參考。五、研究意義本研究采用數(shù)值模擬方法對瀝青路面溫度場及應(yīng)力場進行研究，為提高路面抗熱老化和保護路面提供了有力的