三维有限元分析在半刚性路面动态响应研究中的应用

"半刚性路面的三维有限元分析 - 张胜朋 - 河海大学土木学院" 本文详细探讨了半刚性路面在三维有限元分析中的应用，作者张胜朋通过路面动力学理论，利用ABAQUS这一有限元软件构建了三维模型，以研究路面在车辆高速行驶下的动态响应特性。研究发现，随着车速增加，横向和纵向应变均呈现下降趋势，最大降幅超过15%，并且横向应变普遍大于纵向应变。这提示我们在路面设计时，不仅需要关注沥青面层底部的最大拉应变值，还要考虑压应变的影响。 关键词包括沥青路面、半刚性基层、动力响应以及ABAQUS。文章引用了国内外相关研究，指出传统设计方法通常将车辆荷载视为静态或等效静态荷载，但随着交通速度的提升，这种假设不再适用。作者提及Yang NC (1972)、Gillespie TD (1993)、Zaman等人对动态荷载和路面响应的研究，以及国内邓卫东、郝大力、张洪亮、王金昌和黄晓明等学者的相关工作，展示了动力学分析在路面研究中的重要性。 在动力学基本理论部分，文章提到了有限单元法分析车辆荷载对路面体作用的控制方程，包括质量矩阵M、阻尼矩阵C和刚度矩阵K，这些都是进行三维有限元分析的基础。这些理论为理解和模拟路面在动态荷载下的应变、应力变化提供了数学工具。 此外，文中强调在进行疲劳寿命试验时，应考虑应变比的影响，因为它与车速和轴载有关。在交通拥堵地区，可能需要提高沥青混合料的抗拉强度以适应更高的应变水平。这些结论对于优化路面设计、提升道路耐久性和行车安全具有重要指导意义。 该研究通过三维有限元分析揭示了半刚性路面在动态荷载下的响应特点，为路面设计和维护提供了新的理论依据和技术支持。