摘 要:通过使用SANS CMT5105微机控制电子万能试验机,对沥青混合料试件进行单轴静载蠕变试验;其次利用大型通用软件——ANASY有限元分析软件中的Workbench操作界面,采用Time Harding时间硬化蠕变模型,模拟沥青混合料试件的静载蠕变试验,并分析其蠕变变形规律;最后通过分析得出的蠕变试验结果和软件模拟结果,总结出沥青混合料的蠕变变形的特点和ANSYS软件中的Workbench界面的仿真效果。
关键词:沥青混合料;ANSYS;Workbench仿真;蠕变模型
0 引言
沥青混合料是一种复杂的路面材料,具有粘性、弹性和塑性三种特性。当车辆荷载反复作用在沥青路面上时,沥青混合料所表现出的力学特性会随时间的变化而变化。为研究沥青混合料的力学变化过程和特性,很多学者也提出了很多不同的本构模型用以表征和模拟沥青混合料的力学行为,并进行了相关的试验和研究。
Hua等人通过沥青混合料的蠕变模型,研究了轮胎接触压力对沥青路面车辙的影响,并提出了与 APT(Accelerated Pavement Testing)关联的有限元路面性能评价方法[1-2];Fang等人也通过蠕变模型的有限元方法,研究了柔性路面的车辙问题,进而建立出了横断面车辙破坏的新准则[3];张久鹏等人运用ABAQUS软件,建立了柔性基层沥青路面车辙分析的有限元模型,并在实际中通过采用环道试验,验证了路面车辙的发展规律[4];Hafez和Molenaar等人采用无侧限蠕变试验的方法研究了沥青混合料的性能[5];周晓清的课题小组在进行沥青混合料的单轴压缩蠕变试验时,通过对混合料逐级加载至五级荷载,研究了重荷载下的沥青混合料的高温稳定性[6]。
在得出单轴静载蠕变试验结果和基于ANSYS的沥青混合料蠕变模型的有限元模拟分析结果之后,本文通过对比分析这两项结果,验证了基于蠕变模型建立的ANSYS 有限元分析
Workbench操作界面的可靠性,并利用对比结果分析沥青混合料的蠕变变形规律。
一 ANSYS软件
ANSYS的操作界面包括ANSYS经典版(Mechanical APDL)和ANSYS Workbench两个版本。在本论文中采用后者进行建模和分析。
为了用于解决企业产品研发过程中CAE软件的异构问题,Workbench这一ANSYS的协同仿真环境就孕育而生;同时Workbench平台也可以专门用于重新组合各种零散的组件,为此它提供了一个可以通过Jscript、VBscript和HTML脚本语言,组织和编制适合自己的使用界面(GUI),并建立加载和管理API的基本框架。Workbench的仿真环境与传统仿真环境的不同之处在于它更加的客户化、参数化,更加具有集成性。
作者:李明霞