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(guó)土木工程界得到了迅速推廣，被廣泛應(yīng)用于公路、港口、機(jī)場(chǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)中。我國(guó)目前雖然已經(jīng)實(shí)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(duì)目前的研究現(xiàn)狀，本文采用通用有限元軟件ABAQUS對(duì)土工格柵的拉伸加工過(guò)程進(jìn)行模擬分析，并結(jié)合模擬結(jié)果對(duì)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(duì)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(guó)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(qiáng)化效應(yīng)進(jìn)行了理論闡述，研究了強(qiáng)化效應(yīng)的微觀機(jī)理和相應(yīng)數(shù)學(xué)模型。本文還通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段對(duì)高聚物在常溫下和高溫下的拉伸過(guò)程進(jìn)行研究，討論了高聚物材料的拉伸強(qiáng)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(wèn)題，包括實(shí)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(wèn)題。 對(duì)單向土工格柵的拉伸過(guò)程進(jìn)行了仿真模擬，分析了網(wǎng)孔形狀尺寸對(duì)土工格柵拉伸過(guò)程中應(yīng)力應(yīng)變分布情況的影響。通過(guò)對(duì)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(guò)程中的最大應(yīng)力隨著圓角半徑的增大而減小，但同時(shí)圓角半徑的增大一定程度上會(huì)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(duì)格柵加工過(guò)程的影響，經(jīng)分析發(fā)