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基于内聚力模型和三维离散元法沥青混合料劈裂试验研究的开题报告
一、选题背景
研究沥青混合料的劈裂特性在工程实践中具有很大的实用价值，对于提高路面的性能和使用寿命具有重要意义。然而，目前针对沥青混合料劈裂特性的研究还比较缺乏，并且现有的研究多是基于经验公式和试验方法，其可靠性和适用性尚待提升。因此，本文选取基于内聚力模型和三维离散元法的劈裂试验研究作为选题，旨在通过数值模拟的方法深入探究沥青混合料的劈裂机理并优化试验方法。
二、文献综述
1.内聚力模型
内聚力模型是一种描述物质粘性和断裂性质的理论，并常常应用于研究固体的劈裂特性。其基本思想是将物质看作由不同大小的环和球组成的多孔介质，内部颗粒之间通过弹簧连接，并在颗粒之间形成分子力。该模型既考虑了颗粒粘性，又考虑了颗粒之间的断裂带。
2.离散元法
离散元法是一种基于数值模拟的方法，通过建立粒子模型，对试件的运动和变形进行模拟。其基本思想是将试件分为多个具有一定质量、尺寸的颗粒，建立颗粒之间联系的动力学方程，利用计算机对方程进行数值求解，以达到对试件变形运动的精确模拟。
3.沥青混合料劈裂试验研究
在沥青混合料劈裂试验中，常采用拉伸试验和剪切试验进行研究。其中，拉伸试验可反映材料的拉伸性能和断裂特性，剪切试验则可反映材料的剪切性能和疲劳寿命等性能。
三、研究内容和方法
本文拟采用内聚力模型和三维离散元法相结合的方法，对沥青混合料劈裂试验进行研究。首先，根据劈裂试验的不同特征和要求，设计合适的实验方案和试样几何形状。其次，采用ANSYS软件建立数值模型，利用内聚力模型的特点和优势对试样颗粒组成和内部结构进行建模和求解。最后，结合三维离散元法，通过对劈裂试验中试样破坏过程的精确模拟和数据分析，探究沥青混合料的劈裂机理和影响因素，并对试验方法进行优化和改进。
四、研究意义
1.揭示沥青混合料的劈裂机理和分子结构变化规律，为深入理解沥青混合料的性能提供依据。
2.优化劈裂试验方案和方法，提高试验的可靠性和适用性，并为沥青混合料的质量控制和设计提供参考。
3.拓展内聚力模型在材料断裂研究中的应用范围和技术含量，积累相关的研究经验和数据。
五、研究进度
目前，已经完成了对相关文献的综述和分析，并初步确定了研究方法和方案。下一步工作将集中在建立数值模型、设计试验方案和进行试验数据的分析和处理，以达到对沥青混合料劈裂特性的深入研究和优化。预计研究周期为一年，计划在明年上半年完成论文撰写和答辩工作。
六、参考文献
1.张文军.解析结构计算中的分子动力学方法.建筑结构学报,2016,37(10):1-8.
2.张伟,王明新,张永华.基于离散元模拟的冻土力学及数值分析.岩土力学,2013,34(4):1045-1054.
3.余志伟,鄢鹏,江振全.柔性铺装体路面劈裂试验研究.公路交通科技,2014,31(2):108-111.
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