Details

В данной работе рассматривается задача моделирования теплого асфальта, как композиционного материала. В первой главе представлены общие сведения об асфальтобетонных смесях, таких как состав, структура материала, классификация по типу укладки асфальта, содержанию щебня и зернистости. Вторая глава посвящена методам и специфике вычисления гомогенизированных свойств, в ней описана классификация по типам армирования композитов и зависимость вычисления эффективных свойств от типа армирования. Также рассматривается метод конечно-элементной гомогенизации и принцип вычисления гомогенизированных свойств в программном модуле Ansys Material Designer с учетом структуры, граничных условий и физических свойств компонентов материала. В третьей главе описывается поэтапный процесс создания модели для вычисления гомогенизированных свойств материала по заданному составу и сравнение полученных свойств с теоретическими значениями. В четвертой главе рассматривается задача с использованием полученных свойств. В ней рассчитывается напряженно-деформированное состояние слоя асфальта под действием давления четырехосного автопоезда. Также в главе были вычислены перемещения тел, значения максимальных нормальных и эквивалентных напряжений и их соответствие нормативным документам. Результатом работы является проверенный посредством статической задачи материал со свойствами, соответствующими теплому асфальту.

This work considers the task of modeling warm asphalt as a composite material. The first chapter presents general information about asphalt concrete mixtures, such as composition, material structure, classification by type of asphalt paving, content of crushed stone, and granularity. The second chapter is dedicated to methods and specifics of computing homogenized properties; it describes the classification by types of reinforcement in composites and the dependency of calculating effective properties on the type of reinforcement. It also considers the finite element homogenization method and the principle of computing homogenized properties in the Ansys Material Designer software module, taking into account the structure, boundary conditions, and physical properties of the material components. The third chapter describes the step-by-step process of creating a model for computing the homogenized properties of the material based on the given composition and comparing the obtained properties with theoretical values. The fourth chapter deals with the task using the derived properties. It calculates the stress-strain state of the asphalt layer under the pressure of a four-axle road train. Additionally, the chapter calculated the displacements of bodies, the values of maximum normal and equivalent stresses, and their compliance with regulatory documents. The result of the work is a material verified through a static problem with properties corresponding to warm asphalt.