基于逆向工程3D打印与空间测量技术的沥青混合料骨架结构三维重构与特征评价研究

基本信息
批准号:51708267
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:李洛克
学科分类:
依托单位:昆明理工大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:周亦唐,刘海明,王懿娜,赵成俊,张龙飞,保亮,段雪岩
关键词:
沥青混合料集料骨架三维重构离散元法逆向工程技术空间测量技术
结项摘要

The traditional techniques existing limitation on its rattern recognition for mesoscopic structure characteristic of aggregate skeleton in asphalt mixture.In order to reversely constructed the solid model of coarse aggregate in asphalt mixture, the reverse engineering techniques and spatial measurement techniques are employed to evaluate the mesoscopic structure characteristic of aggregate skeleton on the 3-D space condition.At first, based on reverse engineering technology and 3D-printing techniques, 3D-printing coarse aggregate which have the spatial locating function will be exploited.Then, spatial measurement technique and position posture transformation algorithm are used to reversely 3-D reconstruct the solid model of coarse aggregate skeleton in asphalt mixture. Finally, the discrete element model of asphalt mixture will be established through the UGNX and EDEM combining method, the space distribution status and contact form of coarse aggregate are discussed based on numerical analysis. On this basis, the criterions for efficient contact pattern of coarse aggregate are explored on the 3-D space condition, the characteristic evaluation method of aggregate skeleton in asphalt mixture will be established. .This research will provide a new technique for the 3-D reconstruction of asphalt mixture. It will also established a new criterion to identify the coarse aggregate skeleton whether form a sturdy construction. The proposed research has the academic innovation and technology popularization value, which may promote the development of asphalt pavement material science.

针对传统技术手段在沥青混合料骨架细观结构特征识别模式上存在的固有局限性,拟从反向角度入手,应用逆向工程领域的技术手段,重构沥青混合料内粗集料骨架的实体模型,研究三维空间条件下骨架结构细观特征的评价方法。首先基于逆向工程技术与3D打印技术,开发可空间坐标与姿态角测量的3D打印粗集料;其次基于空间测量技术与空间姿态转换算法,研究逆向三维重构粗集料骨架实体模型的方法;最后利用UGNX与EDEM协同建模分析技术,建立含粗集料真实轮廓的沥青混合料离散元模型,基于粗集料空间分布状态分析和颗粒间接触特性分析,研究在三维空间条件下粗集料形成有效接触的判定标准,提出沥青混合料集料骨架结构特征的评价方法。.研究项目将为沥青混合料集料骨架结构的三维重构提供新的技术手段,为合理地评价混合料内是否形成稳定的骨架结构提供新方法。其研究成果具有学术创新性和技术推广价值,将对沥青路面材料学的发展起到一定促进作用。

项目摘要

为分析沥青混合料内集料骨架的细观结构特征对混合料宏观力学性能的影响,本项目首先采用6个相互独立的特征参数从不同角度分别评价集料的三维形貌特征,定量分析沥青的化学组分与集料的三维形貌特征对两种路用材料接触面上黏附作用的影响,提出了不同岩性集料与沥青间的配伍原则;其次,开发了集料的3D打印原材料与专用3D打印设备,提出岩石材料与沥青接触面的剥离强度测定方法,测定沥青与三种岩性路用材料表面的黏附性能,摸清了不同岩性集料及不同表面粗糙度对应的相关参数;最后,开发了可定位的3D打印粗集料与空间位姿数据多通道接收测试分析平台,通过对试件内集料颗粒的空间定位与姿态转换重构了混合料内的粗集料骨架结构,根据力学试验与数值模拟结果制定沥青混合料集料骨架内形成有效接触的判定标准。项目的研究成果有助于建立沥青混合料内部细观结构参数与其宏观力学性能之间的相关关系,为设计高性能的沥青混凝土材料提供参考。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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