沥青混合料断裂分析：网格密度与尺寸效应研究

"该文章是关于沥青混合料在有限元断裂分析中的网格特性研究，发表于2012年《合肥工业大学学报(自然科学版)》第35卷第7期。作者杜军虎和韩丁通过建立沥青混合料小梁的数值模型，探讨了应力强度因子KⅠ和J积分值作为控制指标在不同尺寸试件中的尺寸效应，并寻找出合理的网格密度。" 在沥青混合料的断裂分析中，有限元方法是一种常用的技术，它允许研究人员模拟材料在受力情况下的行为。在这项研究中，作者创建了沥青混合料小梁的数值试件，以模拟实际的弯曲试验。他们选取了应力强度因子KⅠ和J积分值作为评估材料断裂性能的关键参数，这两个参数在断裂力学中具有重要意义，能够反映材料在裂纹扩展过程中的能量释放。 为了深入理解网格密度对分析结果的影响，作者在不同尺寸的数值试件中应用了一系列的网格划分策略。通过对这些控制指标的曲线拟合，他们发现计算值与网格密度之间存在正相关关系，即随着网格密度增加，控制指标的计算精度提高。然而，这种关系并非无限持续，而是会达到一个稳定点。这表明存在一个最优的网格密度，可以平衡计算精度和计算成本。 关键发现是，对于不同尺寸的试件，这个最优网格密度是不同的。这意味着在进行有限元分析时，需要根据试件的具体尺寸来调整网格密度，以确保结果的准确性。此外，利用Matlab的图形用户界面（GUI）功能，研究人员能够创建一个交互式工具，快速确定不同尺寸试件的合理网格密度，提高了分析效率。 这项研究对工程实践具有指导意义，特别是在道路建设与维护中涉及沥青混合料的断裂行为评估。通过优化网格设置，可以更精确地预测沥青路面在承受荷载时可能出现的裂纹扩展，从而有助于预防和控制路面损坏，延长道路使用寿命。 关键词涉及沥青混合料、弯曲试验、有限元分析、断裂力学、网格密度以及Matlab软件的应用，表明了研究的多学科交叉性和实用性。分类号U414.01则将该研究定位在土木工程领域，特别是道路与交通工程的子领域。文献标识码A表示这是一篇原创性的学术论文，文章编号则提供了具体的文献引用信息。