[发明专利]复合材料路面的承重变形失效风险评估方法和设计方法

权利要求书

1.一种复合材料路面的承重变形失效风险评估方法，其特征在于，包括：

构建复合材料路面有限元模型及车轮有限元模型，并装配；

对所述车轮有限元模型加载预设的位移载荷，求解所述复合材料路面有限元模型的变形分布结果；

若所述复合材料路面有限元模型的变形量最大值超过预设的路面容许永久变形量，则确定在所述位移载荷下所述复合材料路面存在承重变形失效风险。

2.根据权利要求1所述的复合材料路面的承重变形失效风险评估方法，其特征在于，根据如下方式构建所述复合材料路面有限元模型：

根据复合材料路面的设计参数中基料和骨料各自的尺寸结构，构建骨料几何结构和基料几何结构；

分别将骨料和基料各自对应的设计参数中的材料、密度、弹性模量和泊松比，导入所述骨料几何结构和所述基料几何结构，得到所述骨料有限元模型和所述基料有限元模型；

将所述骨料有限元模型嵌入所述基料有限元模型，得到所述复合材料路面有限元模型。

3.根据权利要求2所述的复合材料路面的承重变形失效风险评估方法，其特征在于，根据如下方式构建所述车轮有限元模型：

根据车轮的设计参数中的轮胎和轮毂各自的尺寸结构，构建轮胎几何结构和轮毂几何结构；

分别将轮胎和轮毂各自对应的设计参数中的材料、密度、弹性模量和泊松比，导入所述轮胎几何结构和轮毂几何结构，得到轮胎有限元模型和轮毂有限元模型；

装配轮胎有限元模型和轮毂有限元模型，得到所述车轮有限元模型。

4.根据权利要求3所述的复合材料路面的承重变形失效风险评估方法，其特征在于，将所述车轮有限元模型中的轮胎有限元模型装配在所述复合材料路面有限元模型中的基料有限元模型上，所述轮胎有限元模型与所述基料有限元模型通用接触。

5.根据权利要求4所述的复合材料路面的承重变形失效风险评估方法，其特征在于，所述构建复合材料路面有限元模型及车轮有限元模型之后，还包括：

对所述复合材料路面有限元模型和所述车轮有限元模型进行网格划分；

建立所述复合材料路面有限元模型中所述骨料有限元模型与所述基料有限元模型之间的绑定约束；

建立所述车轮有限元模型在所述轮胎有限元模型和轮毂有限元模型之间的绑定约束。

6.根据权利要求5所述的复合材料路面的承重变形失效风险评估方法，其特征在于，还包括：

将所述复合材料路面有限元模型装配在预先构建的道路基层有限元模型上；

建立所述基料有限元模型与所述道路基层有限元模型之间的绑定约束；以及

对所述道路基层有限元模型施加位移约束。

7.根据权利要求6所述的复合材料路面的承重变形失效风险评估方法，其特征在于，还包括：

所述复合材料路面有限元模型与所述道路基层有限元模型之间还装配有预先构建的光伏组件有限元模型；

建立所述基料有限元模型与所述光伏组件有限元模型之间，以及所述光伏组件有限元模型与所述道路基层有限元模型之间的绑定约束。

8.根据权利要求7所述的复合材料路面的承重变形失效风险评估方法，其特征在于，所述对所述车轮有限元模型加载预设的位移载荷之后，还包括：

确定所述车轮有限元模型的接触受力；

相应地，若所述复合材料路面有限元模型的变形量最大值超过预设的路面容许永久变形量，且所述车轮有限元模型的接触受力小于预设的轴载阈值，则确定在所述位移载荷下所述复合材料路面存在承重变形失效风险。

9.根据权利要求8所述的复合材料路面的承重变形失效风险评估方法，其特征在于，所述确定所述车轮有限元模型的接触受力，包括：

确定所述轮胎有限元模型与所述复合材料路面有限元模型的接触网格；

求解所述轮胎有限元模型的接触应力；

计算所述接触网格的面积总和与所述轮胎有限元模型的接触应力的乘积，作为所述轮胎有限元模型的接触受力。

10.一种复合材料路面的设计方法，其特征在于，包括：

根据权利要求1-9中任意一项所述的承重变形失效风险评估方法，对多种候选设计的复合材料路面进行承重变形失效风险评估；其中，所述多种候选设计的复合材料路面在尺寸和/或材料上不同；

筛选出存在承重变形失效风险的候选设计，并将余下的复合材料路面的候选设计作为所述复合材料路面的优选设计。