[发明专利]道路路块设计方法

权利要求书

1.一种道路路块设计方法，其特征在于，包括：

针对道路路块的不同结构设计，获取所述结构设计对应的路面冲击有限元模型中路面层有限元模型的抗振动冲击最大应力；

筛选出所述抗振动冲击最大应力满足预设的抗冲击应力条件的结构设计。

2.根据权利要求1所述的道路路块设计方法，其特征在于，所述针对道路路块的不同结构设计，获取所述结构设计对应的路面冲击有限元模型中路面层有限元模型的抗振动冲击最大应力，包括：

针对道路路块的每种结构设计，构建所述结构设计对应的路面冲击有限元模型；其中，所述路面冲击有限元模型包括：与所述结构设计对应的路面层有限元模型和振动冲击有限元模型；所述振动冲击有限元模型与所述路面层有限元模型接触连接；

在所述路面层有限元模型上与所述振动冲击有限元模型接触的位置施加预先获取的道路振动载荷，求解设定的冲击仿真时间下路面层有限元模型的抗振动冲击最大应力。

3.根据权利要求2所述的道路路块设计方法，其特征在于，所述构建所述结构设计对应的路面冲击有限元模型，包括：

构建所述结构设计对应的路面层几何模型和振动冲击几何模型；

对所述路面层几何模型和振动冲击几何模型定义材料属性，并建立所述路面层几何模型和振动冲击几何模型之间的接触连接关系，得到所述路面冲击有限元模型；

其中，所述材料属性包括：材料、密度、弹性模量和泊松比。

4.根据权利要求3所述的道路路块设计方法，其特征在于，所述求解设定的冲击仿真时间下路面层有限元模型的抗振动冲击最大应力之前，所述方法还包括：

对所述路面层几何模型和振动冲击几何模型分别进行网格单元划分，并通过预设的沙漏控制算法控制所述路面层几何模型和振动冲击几何模型的单元类型。

5.根据权利要求4所述的道路路块设计方法，其特征在于，所述筛选出抗振动冲击最大应力满足预设的抗冲击应力条件的结构设计之前，所述方法还包括：

获取所述结构设计对应的路面冲击有限元模型的沙漏能占总内能的比率，剔除沙漏能占总内能的比率超过设定比率阈值的结构设计。

6.根据权利要求3-5中任意一项所述的道路路块设计方法，其特征在于，所述路面层有限元模型的材料的特性为塑性；

相应地，所述路面层有限元模型的所述抗振动冲击最大应力为最大米塞斯应力；

所述抗冲击应力条件为最大米塞斯应力小于路面层材料的屈服极限。

7.根据权利要求6所述的道路路块设计方法，其特征在于，所述路面冲击有限元模型还包括：防护层有限元模型、电池层有限元模型和路基层有限元模型；其中，所述路面层有限元模型与所述防护层有限元模型之间、所述防护层有限元模型与所述电池层有限元模型之间，以及所述电池层有限元模型与所述路基层有限元模型之间均采用绑定连接；

所述求解设定的冲击仿真时间下路面层有限元模型的抗振动冲击最大应力之前，所述方法还包括：

约束所述路基层有限元模型的移动自由度。

8.根据权利要求7所述的道路路块设计方法，其特征在于，所述防护层有限元模型的材料的特性为脆性；所述电池层有限元模型和路基层有限元模型的材料的特性为塑性；

所述筛选出抗振动冲击最大应力满足预设的抗冲击应力条件的结构设计之前，所述方法还包括：

求解设定的冲击仿真时间下所述防护层有限元模型的最大抗压应力，以及所述电池层有限元模型和所述路基层有限元模型各自的最大米塞斯应力；

剔除具有如下任一情况的结构设计：

防护层有限元模型的最大抗压应力小于防护层材料的抗压应力极限；

电池层有限元模型的最大米塞斯应力小于电池层材料的屈服极限；

路基层有限元模型的最大米塞斯应力小于路基层材料的屈服极限。

9.根据权利要求2-8中任意一项所述的道路路块设计方法，其特征在于，所述振动冲击有限元模型为车轮有限元模型；

所述道路振动载荷由车轮与路面冲击系数、车轮的静轮载计算获取。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的道路路块设计方法，其特征在于，不同结构设计在路面层的厚度上不同，以及所述方法还包括：

根据抗振动冲击最大应力满足预设的抗冲击应力条件的各结构设计各自对应的路面层的厚度和抗振动冲击最大应力，确定路面层的厚度与抗振动冲击最大应力之间的映射关系；

根据所述映射关系，筛选出与抗振动冲击最大应力最小值对应的路面层的厚度对应的结构设计，作为所述道路路块的最终设计。