[發明專利]一種瀝青混合料細觀有限元建模方法及其應用

在審

• 申請號: 202010017102.X
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111222276A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 湯文;胡秋悅;王歡
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 李煒

1.一種瀝青混合料細觀有限元建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)制備瀝青混合料試件；

(2)對試件的橫截面拍照得到橫截面照片；

(3)對照片進行圖像處理得到黑白圖像；

(4)利用數據處理軟件的提取邊界命令提取骨料顆粒的輪廓；

(5)將分離的骨料顆粒重新生成輪廓清晰的圖像；

(6)提取圖像輪廓轉換為命令流，生成有限元軟件能夠識別的命令文件；

(7)將命令文件導入有限元軟件中，利用布爾運算，生成對應的有限元模型；

(8)將生成的有限元模型根據其自身特性賦予材料屬性即得。

2.根據權利要求1所述的瀝青混合料細觀有限元建模方法，其特征在于：所述步驟(3)中黑白圖像中黑色部分為砂漿，白色部分為骨料。

3.根據權利要求2所述的瀝青混合料細觀有限元建模方法，其特征在于：所述砂漿包括細集料和瀝青膠漿，其中細集料的粒徑小于2.36mm。

4.根據權利要求1所述的瀝青混合料細觀有限元建模方法，其特征在于：所述步驟(4)中提取骨料顆粒輪廓的方法如下：將步驟(3)得到的黑白圖像利用MATLAB進行開運算，使骨料顆粒邊界圓滑；用邊界提取命令提取骨料顆粒的輪廓得到各個骨料顆粒的輪廓圖像。

5.根據權利要求1所述的瀝青混合料細觀有限元建模方法，其特征在于：所述步驟(5)中重新生成輪廓清晰的圖像的方法如下：將步驟(4)的骨料顆粒輪廓圖像用Monte Carlo方法，依據設計級配要求選取合適的顆粒輪廓圖像，以隨機角度在投放區域內隨機位置投放，得到更易識別的圖像。

6.根據權利要求1所述的瀝青混合料細觀有限元建模方法，其特征在于：所述步驟(6)中將圖像輪廓轉換為命令流的方法如下：利用MATLAB中的多邊形函數，將輪廓信息轉化為多邊形的頂點信息，提取頂點的坐標信息，得到命令文件。

7.根據權利要求1所述的瀝青混合料細觀有限元建模方法，其特征在于：所述步驟(7)中通過將命令文件讀入到有限元軟件中，將頂點的坐標信息根據點連成線，線生成面的方式生成相同分布的骨料組件，利用布爾運算生成完整的二維模型。

8.根據權利要求1所述的瀝青混合料細觀有限元建模方法，其特征在于：所述步驟(8)中骨料和砂漿各自賦予不同性質的材料屬性。

9.據權利要求8所述的瀝青混合料細觀有限元建模方法，其特征在于：骨料屬性根據選用的真實骨料類型定義彈性模量和泊松比，瀝青砂漿材料屬性根據力學分析需求選取合適的黏彈性參數。

10.權利要求1-9任一項的瀝青混合料細觀有限元建模方法在瀝青混合料力學計算中的應用。