离散元建模教程:BBR实验测定沥青蠕变参数
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更新于2024-07-17
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本教程详细介绍了弯曲梁流变试验(BBR)的建模过程,主要针对沥青胶浆的弯曲蠕变性能进行测试。BBR是一种离散元方法(Discrete Element Method,DEM)在数值模拟中的应用,通过PFC3D软件实现。以下是核心知识点的详述:
1. 模型分析目的:BBR实验旨在测定沥青胶浆在弯曲载荷下的蠕变行为,包括测量其弯曲蠕变劲度(描述材料抵抗变形的能力)和m值(衡量蠕变速度与应力关系的重要参数)。
2. 建模步骤:
- Step1:明确模型目标,即模拟试件的制备、加载过程以及变形测量。
- Step2:设计概念图,展示物理系统的整体布局,如棱柱形简支梁及其受力情况。
- Step3:创建一个简单的理想化模型,作为起点,比如一个二维或三维的颗粒模型。
- Step4:收集真实数据,包括材料属性(如弹性模量和摩擦系数)和试验参数(如加载速率和荷载范围)。
- Step5:设计多阶段模型运行,如预加载、保持、蠕变加载和卸载等不同阶段。
- Step6:执行模型计算,利用PFC3D的离散元算法进行仿真。
- Step7:分析模型结果,提取轴位移、形变量、劲度模量和m值等关键数据。
3. 虚拟试验构建:
- 模拟试件由棱柱形简支梁组成,中间加载恒定荷载,观察其随时间的变形。
- 加荷系统要求精确控制加载过程,如升压时间、荷载精度等。
- 具体加载步骤包括:初始荷载施加、保持、蠕变加载、卸载以及恢复接触荷载。
4. 简化模型构建:
- 使用PFC3D设定计算域,如200x200mm的网格,边界条件为破坏模式。
- 设置接触模型类型,如球-球或球-面模型,并配置相应的材料属性。
- 选择随机种子以确保模型的重复性和可再现性,这里选择了10001。
5. 关键参数:
- 接触模型的弹性模量kn和剪切模量ks,以及摩擦系数。
- dp_n_ratio定义颗粒间接触的非线性特性。
通过这些步骤,学习者可以逐步掌握如何在PFC3D中实施BBR试验的离散元建模,从而获得有价值的工程数据来评估和优化沥青胶浆的蠕变性能。这在道路工程设计和材料性能研究中具有实际应用价值。
2022-09-24 上传
2019-05-17 上传
2022-01-07 上传
2023-04-22 上传
2023-05-26 上传
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