瀝青路面溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬研究的開題報(bào)告

瀝青路面溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬研究的開題報(bào)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(duì)行車安全和行車經(jīng)濟(jì)有著至關(guān)重要的影響。然而，在高溫環(huán)境下，路面溫度過(guò)高容易導(dǎo)致路面變形和損壞，進(jìn)而影響行車安全和交通效率，因此路面溫度場(chǎng)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。現(xiàn)有的路面溫度場(chǎng)研究大多采用實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)分析的方法，無(wú)法完全反映路面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及各構(gòu)件間的相互作用關(guān)系，且成本高、周期長(zhǎng)。因此，開展路面溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬研究具有非常重要的意義。二、研究?jī)?nèi)容本文擬采用有限元方法（FEM）對(duì)瀝青路面溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬研究，并對(duì)其影響因素進(jìn)行分析，主要研究?jī)?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(duì)溫度場(chǎng)進(jìn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。（3）分析溫度場(chǎng)對(duì)路面應(yīng)力場(chǎng)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(duì)路面溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的影響，如太陽(yáng)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(duì)不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行分層建模，以各層界面為界在不同層之間建立節(jié)點(diǎn)，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)材料的力學(xué)特性進(jìn)行描述，確定各材料本構(gòu)關(guān)系，計(jì)算各層材料的應(yīng)力、應(yīng)變等力學(xué)參數(shù)。（2）溫度場(chǎng)數(shù)值模擬：通過(guò)建立路面溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型，求解邊界條件和初值，采用有限元法進(jìn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較、驗(yàn)證。（3）應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬：通過(guò)將溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果輸入有限元分析軟件中作為載荷，對(duì)路面應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較、驗(yàn)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(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的規(guī)律和主要影響因素，探究不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)路面溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的影響，為提高路面抗熱老化和保護(hù)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(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證；（2）探究路面溫度場(chǎng)的分布規(guī)律及其影響因素；（3）探究溫度場(chǎng)對(duì)路面應(yīng)力場(chǎng)的影響以及應(yīng)力場(chǎng)的分布規(guī)律及其影響因素；（4）分析各種因素對(duì)路面溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的影響；（5）為提高路面抗熱老化和保護(hù)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(duì)瀝青路面溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行研究，為提高路面抗熱老化和保護(hù)路面提供了有力的