基于离散元法的振动压实成型机计量检定参数研究.pdf

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1、广东公路交通Ｖｏl.４３Ｎｏ.５２０１７年第５期ＧｕaｎｇｄｏｎｇHiｇhwaｙＣｏｍｍｕｎiｃatiｏｎｓＯｃt.２０１７文章编号：１６７１－７６１９（２０１７）０５－００５２－０６基于离散元法的振动压实成型机计量检定参数研究徐瑞芳，高科，朱园园，刘仰韶（１.广东华路交通科技有限公司，广州５１０４２０；２.广东省公路水运检测设备计量站，广州５１０４２０）摘要：振动压实成型机是公路工程路面基层材料压实度室内试验的主要仪器设备，对其计量检定参数进行有效的量值溯源是保证测试值可靠性的最重要因素。针对振动压实成型机振动频率、激振力与静压力三个参数对公路压实厚度

2、是否具有影响及影响程度如何等问题，在所规定的级配类型范围中运用由不规则颗粒及颗粒接触界面所生成的离散元二维算法程序，对不同的振动频率、激振力与静压力等工况对压实厚度的影响规律及影响程度进行了分析，分析结果经试验验证得到了有效的证实。关键词：振动；压实；计量检定；数值模拟；收敛性中图分类号：ＴH８７３文献标志码：A０引言况对压实厚度等参数的影响大小、规律，以及最终运用振动压实的方法将半刚性基层材料圆柱压实厚度与压实时间的收敛性等问题进行了综合体试件成型的机器被称为振动压实机。根据《振分析，所得结果对振动压实成型机计量检定具有动压实成型机》（JJＧ０８８－２

3、００９），需要对振动压实理论指导意义。成型机振动频率、激振力与工作台静压力三个参１离散元基本原理数进行计量，但具体三个参数对压实效果有无影本文在计算与分析的时候通过运用离散单元响，影响程度如何，哪种影响因素占主因，却无理法得出结果，下式中ni表示颗粒—颗粒的接触平论指导，致使振动压实成型机计量检定参数选择面的单位法向矢量，则ni为：随意性大，测量方法也不能满足振动压实成型机x［B］［A］i－xini＝（１）的实际工作需要，测量结果毫无意义，失去了计量d检定的宗旨。如广东某计量院在检定中依据的标［B］［A］［B］［A］［B］［A］d＝xi－xi＝（xi－x

4、i）（xi－xi）（２）准为《专用工作测力机校准规范》（JJＦ１１３４－［A］［B］式中：xi和xi分别为颗粒A、Ｂ中心位置２００５），只对静压力进行校准，未对其它参数进行向量；d为颗粒中心距离。［１－４］计量，无法满足仪器设备的实际需要。接触力Fi是由法向分量和切向分量所组成，目前，公路工程路面基层一般采用半刚性基［５－６］则Fi为：层材料进行填筑。离散单元法是众多对颗粒nsFi＝Fi＋Fi（３）体进行研究的方法中最适合的，运用这种方法，其ns颗粒之间在加载后因为连续破坏而发生分离和新式中：Fi为法向分量，Fi为切向分量。法向分量的计算为：的接触这个问

5、题就可以得到充分的考虑，与此同nnn时还能将颗粒体本身的弹塑性变形这个问题考虑Fi＝KUni（４）n进去。所以综上所述该数值方法相对于其他方法式中：ni为接触面单位法向矢量；U为接触n来说有很大的优势。“重叠”量；K为接触点法向刚度，可以通过接触本文在参照国内外有关规范与规程的基础刚度模型这种方法来计算其值。上，采用离散元方法，编制了离散元二维算法子程可以运用逐渐递增的方式来计算它的切向接序，分别对不同的振动频率、激振力与静压力等工触力，当接触形成的时候可以得到，切向接触力初作者简介：徐瑞芳（１９７５.１０－），女，大学本科，高级工程师，从事公路工程计量

6、检定工作，E－ｍail：４５９０７６０９３＠ｑｑ.ｃｏｍ。·５２·２０１７年第５期徐瑞芳，等：基于离散元法的振动压实成型机计量检定参数研究总第１５２期［C］始值为０。在接触移动过程中，ni和xi值不会连验。在试模内，半刚性基层材料会产生和自身固续地变化更新。有频率非常接近的振动，这样就可以使得颗粒间那么就可以通过计算初始时的切向力再加上的摩擦力逐渐变小，大颗粒材料的孔隙中可以被弹性切向力得到新的切向接触力。一些小的颗粒所填充进去，那些被压实材料逐渐sssnF←F＋ΔF≤μF（５）在试模内渐渐被压实，通过这些步骤就可以将那式中：μ为摩擦系数。些半刚性基层材

7、料试件压实。从式（４）得出的垂直接触力和式（５）得出的切通过分析振动压实成型试验的原理，关于本向接触力，通过做一些调整就可以满足接触本构次振动压实成型室内试验数值模拟分析以及试样关系。在通过细微的调整之后的当两体接触时，的实际配比情况作为依据，通过周密计算并严格就可以得到接触合力为接触力与力矩相加所得到地选取试样的颗粒体数量、最终目标空隙率、最大的结果。详细的公式如式（６）所示。和最小直径的比例、初始半径放大系数、初始空隙nsFi＝Fni＋Fti率、平均半径以及颗粒体半径的上限和下限等参［Φ１］［Φ１］数，见表１。Fi←Fi－Fi［Φ２］［Φ２］表１空隙

8、率有关计算参数Fi←Fi＋Fi（６）［Φ１］［Φ１］［C］［Φ１］参数参数值M３