移动荷载作用下沥青路面动态响应三维有限元分析

我国新建道路沥青路面是以双轮组单轴载100 kN(BZZ-100)为标准轴载,采用双圆均布荷载作用下的多层弹性理论进行设计的,而汽车实际施加给路面的是移动荷载。通过建立半刚性基层路面的三维有限元分析模型,对汽车匀速行驶及制动情况下路面的动态响应进行了有限元分析,得出了荷载正下方不同深度处节点竖向位移、竖向压应力、水平应力、竖向剪应力及水平剪应力的时间历程曲线,并与静载作用下的计算结果进行了对比分析。     

移动荷载作用下沥青路面的动力响应分析

不考虑行车动荷载对路面影响的传统沥青路面设计方法存在诸多弊端,本文运用三维有限元动力学基本方法,建立了移动荷载作用下沥青路面结构的三维仿真模型,对移动荷载作用下路面的各力学指标做了响应分析,最后比较了车速对各力学指标的影响规律,发现随着车速的提高,沥青路面的各力学指标的动态响应峰值均减小.     

基于移动荷载分析的沥青路面结构优化设计

为了优化沥青路面结构设计,借助大型有限元软件ABAQUS将汽车荷载简化为移动的均布荷载进行路面结构动力分析。利用正交分析方法,选择路面结构各层的厚度、弹性模量值以及泊松比等共17个因素,各因素水平为3个,由统计软件SPSS生成L64（317）的正交表,进行了64次数值模拟试验,然后根据理论知识和实际经验,选取具有代表性的12个考核指标进行综合比较和分析。最后得到了重型货车动荷载作用下动力响应最小的沥青路面结构组合。     

沥青路面结构在双向荷载作用下的三维有限元分析

随着国民经济的飞速发展．我国交通基础设施建设也在如火如荼的进行中。截止2013年底．我国高速公路总里程达10．4万公里。其中,半刚性基层沥青路面占90％以上。然而目前半刚性基层沥青路面出现了早期破坏严重的现状．如车辙和裂缝等,大大降低了路面使用寿命。     

火灾高温及荷载耦合作用下钢筋混凝土托梁转换结构的变形分析

运用大型通用有限元分析软件ABAQUS建立三维框架模型,在火灾高温及荷载耦合作用下,并考虑火灾发生的偶然性,共设计了14种受火工况,以此模拟并分析钢筋混凝土托梁转换结构的受力变形性能,得出受火梁的热膨胀变形是结构变形的主要原因的结论,同时提出托梁转换结构实用抗火设计建议。     

移动荷载作用下长大纵坡饱和沥青路面的水力耦合分析

为了解长大纵坡饱和沥青路面的水损害机理,基于Biot固结理论和多雨地区长大纵坡的特点,建立了在移动荷载作用下长大纵坡饱和沥青路面“面层-基层-路基”二维三层体系水力耦合模型和水力耦合控制方程,在面层底部为完全排水边界条件下全面系统地分析了车辆荷载、荷载移动速度和纵坡坡度对面层中正应力、孔隙水压力、剪应力和面层位移等物理量分布的影响,为长大纵坡沥青路面结构设计提供理论基础和参考。结果表明：车辆荷载和荷载移动速度对面层中正应力、孔隙水压力、剪应力和面层位移产生显著影响,而纵坡坡度对面层中正应力、孔隙水压力、剪应力和面层位移几乎不产生影响。     

车辆动荷载下沥青路面力学响应分析

为了分析路面结构在行车动荷载作用下的力学响应,建立了单自由度1/4车辆模型和以正弦曲线模拟路面不平整度的模型,通过将不同路面状况和行车速度的组合,分析车辆在各情形下所产生的动荷载,发现路面传给车辆的激励振动频率接近车辆自身振动频率时,车辆对路面产生的动荷载值最大.采用ANSYS静态和瞬态三维有限元方法,计算车辆在静态以及不同速度、不同路面状况下沥青路面面层层底水平拉应变和面层内最大压应变,总体来看采用静态荷载进行路面结构设计是偏安全的.     

地表荷载作用下桩体结构的有限元分析

基于大面积地面堆载作用下桩-土结构应力及变位的计算原理．将有限元通用软件ANSYS应用于地面堆载作用下桩-土结构分析中,进行二维有限元实体模拟,分析桩长L、桩径d、桩体模量耳、土体模量E0、桩-土模量比Ep／E0,以及地面堆载的宽度b、大小p对桩承载性状的影响规律,可为地面堆载作用下的桩-土结构分析提供参考。     

水平荷载对沥青路面表面裂缝的影响

路面裂缝前缘应力强度因子是判断裂缝开裂扩展的重要指标,水平荷载对于表面裂缝的扩展有重要影响。应用有限元软件ANSYS,建立了20节点等参单元有限元模型,采用奇异单元,表面效应单元及断裂力学理论,对路面表面裂缝进行了数值分析,分析了考虑水平荷载与垂直荷载共同作用的情况下对于表面裂缝扩展的影响。计算结果能反映路面破坏的现象和规律,为分析荷载作用下路面表面裂缝的扩展提供依据。     

非均布动荷载作用下沥青路面粘/线弹性有限元分析

为探求非均布动荷载作用下粘／线弹性沥青路面模型之间的动态响应差别,结合我国当前半刚性基层路面特点,采用层状体系理论,建立ANSYS3-D有限元模型,施加非均布动荷载,进行非线性求解计算,并对路面结构模型各层的动态力学响应进行比较分析和研究．     

车辆荷载作用下沥青路面力学响应影响分析

为研究车辆荷载作用下沥青路面结构的力学响应,依托实体工程,埋设应力应变传感器,分析轴重、车速等因素对沥青路面动力响应的影响。 研究发现,随着轴重的增加,底基层层底和下基层层底的纵向拉应变均显著增加。建立车辆行驶速度分别为18km/h、36km/h和58km/h时的下面层层底三向应变时程曲线,拟合得到沥青层层底竖向压应变、纵向拉应变与速度的幂函数。结果表明:无机结合料稳定层层底纵向拉应变与行驶速度呈现线性变化关系。     

非均布动荷载作用下沥青路面剪应力动态响应分析

为探求重载货车不同行车速度下沥青面层水平剪应力动态响应规律,结合半刚性基层路面特点,采用层状体系理论,建立一个ANSYS3-D有限元粘弹性路面结构模型。在施加非均布动荷载情况下进行了非线性求解计算。结果表明,沥青面层内的最大水平剪应力均随行车速度的增加呈先增大后减小的规律,行车速度在20km／h左右时,水平剪应力达到最大,对路面剪切破坏程度最严重．     

移动荷载作用下饱和沥青路面响应探析

我国高速公路广泛采用沥青混凝土路面结构,其使用性能除了与本身材料和结构相关外,还受外界环境如温度、水等影响.基于多孔介质理论,采用大型有限元分析软件ABAQUS模拟饱和沥青路面在移动荷载作用下的动力响应,分析了不同速度、荷载作用下路面结构的应力、应变及孔隙水压力变化规律.分析结果表明,随着车速的增加,路面结构内部承受的应力逐渐减小,孔隙水压力则较快速的增长,对路面不利影响逐渐增大;随着荷载的增大,路面结构内部承受的应力以及孔隙水压力均呈线性增长.该研究可为认识沥青路面水损害和防范水损害提供理论指导.     

动载作用下沥青路面三维有限元分析

针对交通动荷载引起半刚性路面结构的破坏问题,采用竖向静载及矩形波动荷载加载,利用三维有限元数值法对动载作用下路面各结构层竖向位移和竖向应力分布规律与静力学响应进行了对比分析.结果表明,在动荷载条件下,半刚性结构的竖向位移及竖向压应力较静载相比呈现不同程度的下降;随着车速的增加,路面的最大弯沉及竖向应力都将减少.     

动载作用下沥青路面车辙三维有限元分析

针对沥青路面纵坡路段的车辙问题,采用矩形波动荷载加载,利用三维有限元数值法对重载,慢速及高温条件下路面各结构层竖向位移和竖向应力分布规律进行分析。结果表明：荷载越大、车速越慢、温度越高,沥青路面结构的竖向位移及竖向应力越大．沥青路面纵坡路段车辙越容易形成。     

交通荷载作用下输油管线剩余强度计算分析

基于管线强度的衰退机理,综合分析输油管线剩余强度变化情况,构建在交通荷载作用下以竖向压力模型为基础的输油管线强度计算模型。针对兖州市输油管线的具体情况,运用Matlab软件和Excel软件分析比较不同管径下的输油管线挠度曲线和弯矩曲线,并对不同龄期的输油管线强度衰退的变化规律进行简单分析。     

随机地震荷载下非线性结构动力响应有限元分析

本文应用改进的光滑滞回模型，采用等效线性化技术推演了一类具有非线性滞回特性的三维连续体结构非平稳随机响应分析的有限元列式，并以该法编制的程序进行算便分析证实了其合理性和可靠性。     

基于交通流荷载的高速公路沥青路面使用寿命分析

为探求交通流荷载下高速公路沥青路面的使用寿命,采用层状体系理论,建立ANSYS 3-D有限元粘弹性路面结构模型;根据损伤力学理论研究单轴载通过时由沥青层底部的最大拉伸应变造成的路面破坏;再由Miner's线性累积损伤理论得到在实际车流荷载作用下沥青路面发生一定破坏程度时的使用寿命.计算结果表明,研究路段的沥青破坏路面等...     

荷载与渗压耦合作用下沥青面层层底裂纹扩展分析

基于线弹性断裂力学原理和有限元分析方法,对汽车荷载与动水压力耦合作用的面层层底含裂纹的沥青路面进行裂纹扩展规律研究与分析.结果表明:动水压力的作用明显改变了对称荷载与偏荷载作用下沥青面层层底的裂纹扩展规律,并随着动水压力增大,裂纹尖端呈现张拉型扩展与剪切型扩展共同作用的复合形式,从而加速了沥青路面的破坏.     

移动荷载作用下路面响应分析

用ANSYS有限元软件建立了三维有限元模型,通过ANSYS中trantsient的full瞬态动力学来分析车速80 km/h,轮压为0.7 MPa情况下路面的动响应。结论表明路表面应力在移动荷载经过瞬间达到峰值,各层应力峰值出现时间随深度增加而依次滞后;在移动荷载作用下,路表面的剪应力很小,近似为0,单元两主应力方向始终与坐标轴平行,当到基层顶部时两主应力都减少而剪应力增大,单元主应力方向随荷载的移动而发生旋转。