路面銑刨機銑削過程的離散元仿真.pdf

1、隨著我國公路建設(shè)的飛速發(fā)展,對路面機械的需求量的增加,路面銑刨機作為典型的路面養(yǎng)護器械的需求也隨之增加。但國內(nèi)銑刨機的研究才剛剛起步,尤其在銑刨機的銑削機理的研究與國外的銑刨機研究有很大的差距,使得國產(chǎn)的銑刨機使用壽命明顯短于國外同類產(chǎn)品。因此對銑刨機銑削瀝青混凝土和水泥混凝土的過程進行研究很具有實際價值。
　　瀝青混凝土和水泥混凝土作為具有粘彈性和流變特性的多項復(fù)合材料,傳統(tǒng)的有限元分析方法已不能滿足研究的需要,本文采用在研究各

2、向異性及流變特性等方面具有顯著優(yōu)勢的離散元軟件PFC2D(Particle Flow Code in2 Dimension)為平臺,分析混凝土材料中各種骨料之間的作用,并分別用剛性接觸、接觸粘結(jié)和平行粘結(jié)模型對材料內(nèi)部的各種作用進行模擬,然后通過計算和分析建立試驗參數(shù)、模型參數(shù)及模型微觀參數(shù)之間的聯(lián)系,為混凝土模型的重構(gòu)奠定基礎(chǔ);通過試驗參數(shù)與微觀參數(shù)及模型參數(shù)的關(guān)系,重構(gòu)混凝土構(gòu)成,并詳細(xì)介紹了根據(jù)國家關(guān)于混凝土進行單軸試驗的先關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

3、制定試件的過程,最后通過對制備的模擬試件進行模擬單軸壓縮試驗,對模型的參數(shù)進行校對,使得模型的力學(xué)參數(shù)達到試驗的要求,為下一步的研究提供試件。
　　利用離散元建立瀝青混凝土的切削模型,采用了單因素法和正交試驗的方法,對不同銑削速度vc、進給速度vf、切削深度th和切削前角γ0的銑削條件下刀具的受力進行研究,通過過程的模擬和數(shù)據(jù)的分析,得到銑削深度th與刀具前角對銑削力Y向分力影響較大,銑削深度th對銑削力X向分力影響最大,銑削速度

4、vc對銑削力的營銷最小,得到的銑削速度對銑削力的影響與在巖石的切削應(yīng)用中切削速度與切削力的關(guān)系一致,并由正交表L9(34)分析模擬結(jié)果得到切削速度vc為15m/min、進給速度vf為1.32m/min、銑削深度th為20mm和刀具前角γ0為+5°時為最優(yōu)銑削條件,此時銑刀受到的銑削力相對較小。
　　將同一模型方法應(yīng)用到水泥混凝土的銑削過程,并把所得結(jié)果與瀝青混凝土銑削數(shù)據(jù)進行對比,驗證方法的可行性,發(fā)現(xiàn)在不同刀具前角對銑削力的影響