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沥青混合料剪切数值模拟与虚拟试验研究的开题报告
题目：沥青混合料剪切数值模拟与虚拟试验研究
一、研究背景与意义
随着交通运输的发展，沥青混合料作为道路交通建设的主要材料之一，发挥着重要的作用。沥青混合料在使用过程中会受到多种力的作用，其中剪切力是其重要的内部应力，影响着沥青混合料的力学性能和长期使用效果。因此，剪切性能是评价沥青混合料抗剪切能力和变形特性的重要指标。传统的剪切试验方法需要实验设备和时间成本较高，而且一次实验只能得到一个试件的数据，无法进行大量数据的获取和研究。因此，通过数值模拟和虚拟试验的方法来研究沥青混合料的剪切性能具有重要的现实意义。
二、研究内容和方法
本研究旨在通过数值模拟和虚拟试验方法，对沥青混合料的剪切性能进行研究。具体研究内容和方法如下：
（一）数值模拟
数值模拟利用计算机模拟沥青混合料的物理过程，通过建立数学模型推导出沥青混合料的力学响应和变形规律。本研究将通过ANSYS等常用有限元软件，建立沥青混合料剪切数值模型，利用真实的物理参数和外界条件进行运算，得出沥青混合料的受力、变形和剪切性能等相关数据。同时，通过改变沥青混合料的组成材料、外界条件和不同的剪切角度等因素，对模拟结果进行分析和比较，探究影响沥青混合料剪切性能的关键因素。
（二）虚拟试验
虚拟试验是利用计算机模拟真实试验的过程，将试验条件和材料参数输入计算机，通过数值计算得出试验结果。本研究将在数值模拟的基础上，进行虚拟试验的设计和实现。通过计算机程序模拟真实的试验过程，如施加力和应变等过程，得到相应的试验数据。同时，通过对比数值模拟和虚拟试验的结果，验证数值模拟的准确性，为进一步研究提供数据支持。
三、预期成果
本研究将通过数值模拟和虚拟试验方法，得出沥青混合料的剪切性能数据和变形规律，揭示影响沥青混合料剪切性能的关键因素。同时，验证数值模拟的准确性和可靠性，为未来沥青混合料剪切性能研究提供数据支持和技术手段。
四、研究难点
本研究中可能遇到的主要难点是如何建立准确的数值模型和程序设计，以及如何准确获取沥青混合料的物理参数和外界条件等因素，确保研究结果的准确性和可靠性。
五、研究计划和进度
本研究计划于2021年9月开始，预计需要1年左右的时间来完成，主要研究进度如下：
第一阶段（2021年9月-2022年1月）：沥青混合料剪切数值模拟模型的建立和验证。
第二阶段（2022年1月-2022年6月）：沥青混合料虚拟试验的设计和实现，与数值模拟结果的对比和分析。
第三阶段（2022年6月-2022年9月）：研究数据的分析和总结，撰写学术论文并进行发表和交流。
六、参考文献
[1]刘荣华,孙宏建,杨玲玲.道路沥青混合料变形特性研究进展[J].塑料材料,2021,50(7):123-127.
[2]宋伟,王立功.基于有限元法的沥青混合料力学特性研究[J].当代化工,2021,50(1):71-74.
[3]周国泉,吴国良,何炎根.基于数值模拟的沥青混合料力学性能分析[J].现代交通技术,2021,5(6):25-29.