銑刨機路面銑削過程的有限元仿真.pdf

1、隨著中國公路建設的飛速發(fā)展,公路建設里程也以超常規(guī)的速度增長。在短短的十幾年內,中國高速公路的總長度己排名世界第二。公路興建和改建是國民經濟發(fā)展的一個重要環(huán)節(jié),而養(yǎng)護則是公路事業(yè)發(fā)展的保證。在此形勢下,銑刨機作為公路養(yǎng)護的重要工具,越來越受到了人們的重視。所以對銑刨機銑削混凝土和瀝青混凝土的過程進行研究很有實際價值。
　　本文以有限元軟件ABAQUS為平臺,在Abaqus/Explicit模塊下根據(jù)動態(tài)五參數(shù)破壞準則確定瀝青混凝土

2、材料的本構方程,建立了銑刨機二維正交切削瀝青混凝土的有限元模型。利用任意拉格朗日-歐拉法(ALE)和剪切失效準則,對不同切削速度下的刀具的受力、溫度、應力、應變、切削損傷能量的耗散以及切削總熱能進行了仿真。切削速度從100mm/s逐漸增大到1000mm/s的過程中,最大切削力從1673.31N增加到3967.15N;切削溫度從63℃增加到145.2℃;應力從18.57MPa減小到17.50MPa;應變幾乎沒有變化。切削速度從1000mm

3、/s增大到6000mm/s過程中,應力從17.50MPa增加到18.63MPa;應變幾乎沒有變化;最大切削力和切削溫度都急劇增加,刀具的磨損情況迅速加劇,刀具的切削性能迅速下降,因此有必要對最佳切削速度區(qū)間進行研究。
　　根據(jù)混凝土率相關連續(xù)損傷本構模型,建立了銑刨機銑削水泥混凝土的有限元模型,結合任意拉格朗日-歐拉描述法(ALE)、Johnson-Cook強化模型、shear failure剪切準則以及限制沙漏模式的擴展單元對切

4、削過程進行了仿真,對不同切削深度下的水泥混凝土的切削溫度、應力、應變分布情況以及切削總熱能進行了有效的仿真。隨著切削深度的增大,水泥混凝土路面Mises等效應力變化很小,維持在940MPa附近,但距離刀尖越近的地方應力越集中;水泥混凝土的應變隨切削深度的變化較小,在1.1附近波動,故銑刨機銑削水泥混凝土也可以從剪切應變失效這方面進行研究;切削溫度隨著切削深度的增大而不斷升高,且前角的溫度要高出后角溫度。
　　本文將虛擬的數(shù)值模擬技