土工格柵拉伸工藝的有限元模擬及優(yōu)化.pdf

1、作為一種新型的建筑材料，土工格柵因其良好的力學(xué)性能、低廉的成本在我國土木工程界得到了迅速推廣，被廣泛應(yīng)用于公路、港口、機場等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)中。我國目前雖然已經(jīng)實現(xiàn)了土工格柵及其加工配套設(shè)備的自主供應(yīng)，但在土工格柵加工工藝的基礎(chǔ)研究領(lǐng)域還處于起步階段。針對目前的研究現(xiàn)狀，本文采用通用有限元軟件ABAQUS對土工格柵的拉伸加工過程進(jìn)行模擬分析，并結(jié)合模擬結(jié)果對現(xiàn)有土工格柵的加工方式提出一種新的優(yōu)化思路。 首先對土工格柵的類型、性能指

2、標(biāo)以及格柵拉伸工藝的設(shè)備要求、工藝條件進(jìn)行了較為的深入分析，并歸納了國內(nèi)外學(xué)者在高聚物本構(gòu)模型以及高聚物變形有限元模擬方面已獲得的研究成就。其次就高分子材料的拉伸強化效應(yīng)進(jìn)行了理論闡述，研究了強化效應(yīng)的微觀機理和相應(yīng)數(shù)學(xué)模型。本文還通過實驗手段對高聚物在常溫下和高溫下的拉伸過程進(jìn)行研究，討論了高聚物材料的拉伸強化效應(yīng)，并比較了不同拉伸速率下高分子材料的本構(gòu)特性的差異。 結(jié)合ABAQUS軟件討論了土工格柵拉伸加工有限元模擬中的相關(guān)

3、問題，包括實體模型的選擇、邊界條件的確定、網(wǎng)格劃分、非線性多步分析中的參數(shù)設(shè)置以及確定材料性能參數(shù)等關(guān)鍵問題。 對單向土工格柵的拉伸過程進(jìn)行了仿真模擬，分析了網(wǎng)孔形狀尺寸對土工格柵拉伸過程中應(yīng)力應(yīng)變分布情況的影響。通過對采用不同沖孔圓角半徑的有限元模型進(jìn)行拉伸模擬，發(fā)現(xiàn)拉伸過程中的最大應(yīng)力隨著圓角半徑的增大而減小，但同時圓角半徑的增大一定程度上會降低材料沿拉伸方向的變形量。另外，本文還分析了拉伸速度對格柵加工過程的影響，經(jīng)分析發(fā)