عنوان مقاله :
مدل‌سازي اجزاء‌محدود حركت تاير بر روي بستر آسفالت هوشمند و بررسي اثر بازيابي آسيب (ترميم)
عنوان به زبان ديگر :
FINITE ELEMENT MODELING OF TIRE MOVEMENT ON A SMART ASPHALT PAVEMENT AND INVESTIGATION OF DAMAGE RECOVERY (HEALING) EFFECT ON ITS LIFETIME
پديد آورندگان :
اقبال پور، روزبه دانشگاه تهران - دانشكده ي مهندسي مكانيك , باغاني، مصطفي دانشگاه تهران - دانشكده ي مهندسي مكانيك , شهسواري، حميد دانشگاه صنعتي شريف - دانشكده ي مهندسي مكانيك , شجاعي فرد، محمد دانشگاه صنعتي شريف - دانشكده ي مهندسي مكانيك , سهراب پور، سعيد دانشگاه صنعتي شريف - دانشكده ي مهندسي مكانيك
كليدواژه :
بستر آسفالت , اثر ترميم , آسيب , گسسته‌سازي زماني صريح , مدل‌سازي اجزاء محدود
چكيده فارسي :
خرابي در بسترهاي آسفالتي يكي از بزرگترين مشكلات راه‌سازي است كه سالانه مبالغ فراواني صرف بازسازي آنها مي‌شود. فرايند ترميم براي بازيابي آسيب يكي از روش‌هاي مؤثر به منظور افزايش عمر اين بسترهاست كه اخيراً توسط محققين ارائه شده است. لذا در اين پژوهش با در نظر گرفتن يك مدل سازگار ترموديناميكي، رفتار مكانيكي بستر آسفالت خودترميم حين حركت وسيله‌ي نقليه در نرم افزار اجزاء محدود بررسي شده است. به همين دليل مدل ساختاري مذكور صريحاً گسسته‌سازي زماني شده و در غالب زيرروال VUMAT در نرم افزار ABAQUS مورد استفاده قرار گرفته است. در اين شبيه‌سازي عمر بستر آسفالت با در نظر گرفتن اثر ترميم
و بدون آن مقايسه مي‌شود. نتايج به دست آمده از شبيه‌سازي‌هاي انجام گرفته نشان مي‌دهد كه با اعمال اثر ترميم سرعت رشد آسيب و خرابي ناشي از تغيير شكل دائمي بستر كاهش پيدا كرده و مي‌توان عمر بستر را تا بيش از 70٪ افزايش داد.
چكيده لاتين :
The destruction of asphalt pavements is one of the biggest problems in road
construction in the world, which incurs a huge amount of annual rebuilding. The
healing process to recover damage is one of the effective methods to extend the
life of these pavements, which has been presented by researchers in recent
years. Self-healing polymers are a class of smart materials that, without the
need for external stimulation, can repair part of the damage generated as
microcracks and microvoids in their microstructures. Along with the purpose of
the study, i.e., investigating the effect of healing in the lifetime of asphalt
pavements, the explicit time-discrete form of the thermodynamically consistent
model is presented in order to be utilized in a finite element ABAQUS software
by VUMAT subroutine. The discretization method mentioned here has benefits such as low calculation costs and high reliability in response. Then, three-dimensional modeling of general vehicles' tire has been done using hyperelastic and viscoelastic materials in order to have the desired deformation on the pavement after applying the load. In the following, to evaluate permanent deformations (common failures in the asphalt pavement) and the effect of the healing process on its dilation, it is necessary to simulate its behavior in high-cycle loadings. In order to reduce the cost and time of computation, an alternative method has been used. In this method, in order to speed up the growth of damage and, also, healing effect, tire moving velocity has decreased. This may increase the time of loading on asphalt; therefore, rate of damage increase. In this simulations, the life of the asphalt pavement is compared with the effect of healing and without the effect. The results obtained from the simulations show that, by applying the effect of healing, the growth rate of damage and destructions caused by the permanent deformation of the pavement decreases, and the pavement lifetime can be increased up to more than 70%.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك شريف
