技术特征：
1.一种用于道路动态弯沉盆计算的有限元模型尺寸优化方法，其特征在于：本方法分为以下6步：s1：构建用于道路动态弯沉盆计算的有限元模型m
i
；s11：最初构建的用于道路动态弯沉盆计算的有限元模型记作m1，后续构建的模型依次记作m2，m3，
……
；所构建的各模型m
i
(i＝1，2，3
……
)均满足以下要求：道路模型从上到下分为多层，各层道路模型选择弹性材料或粘弹性材料，并设置各层道路模型的密度、泊松比与阻尼比；s12：在建模时，弹性材料设置模量，粘弹性材料设置prony级数表征其模量特性，各层位之间的粘结状态设为完全粘结或存在一定的滑动，当各层位之间的粘结状态设置为存在一定的滑动时，用摩擦系数表征；s13：建模时，车辆荷载施加于有限元模型的上表面，荷载区域设置为矩形；s14：在模拟时，矩形荷载区域以指定的速度沿有限元模型上表面的纵向对称轴直线前进，前进过程中矩形荷载区域关于有限元模型上表面的纵向对称轴始终保持左右对称状态；有限元模型的各侧面与底面均设置完全约束状态，有限元模型上表面不设置约束条件，道路有限元模型的各层厚度根据实际设置；s2：模拟获取第i动态弯沉盆d
i
(x)和第i弯沉时域曲线d
i
′
(t)；s3：计算弯沉盆与时域曲线差值d-d
′
i，diff
；s4：放大模型尺寸至m
i+1
，模拟获取第i+1动态弯沉盆d
i+i
(x)和第i+1弯沉时域曲线d
i+1
′
(t)；s5：通过步骤s2获得的第i动态弯沉盆d
i
(x)和步骤s4获得的第i+1动态弯沉盆d
i+i
(x)计算弯沉盆差值d
i，i+1，diff
；通过步骤s2获得的第i弯沉时域曲线d
i
′
(t)和步骤s4获得的第i+1弯沉时域曲线d
i+1
′
(t)计算弯沉时域曲线差值d
′
i，i+1，diff
；s6：重复步骤s1至s5，直至满足模型优化标准，所述模型优化标准是：若弯沉盆与时域曲线差值d-d
′
i，diff
、弯沉盆差值d
i，i+1，diff
与弯沉时域曲线差值d
′
i，i+1，diff
值满足式(1)，则m
i
模型的尺寸为所建立道路有限元模型的优化尺寸；若不满足式(1)，则构建m
i+1
模型，重新进行上述步骤s2至s6，2.根据权利要求1所述的一种用于道路动态弯沉盆计算的有限元模型尺寸优化方法，其特征在于：步骤s1中：各层道路模型材料包括沥青混合料、水泥混凝土、水泥稳定碎石、级配碎石以及土，其中，沥青混合料材料设置为弹性或粘弹性；水泥混凝土、水泥稳定碎石、级配碎石以及土材料设置为弹性；所施加的荷载包括垂直荷载、水平纵向荷载和水平横向荷载。3.根据权利要求1所述的一种用于道路动态弯沉盆计算的有限元模型尺寸优化方法，其特征在于：步骤s2所述的第i动态弯沉盆d
i
(x)按以下方法获得：对于模型m
i
，在模拟中的某一时刻，将原点设置在矩形荷载区域的中心点，将矩形荷载区域前进方向设为x轴正方
向，将模型竖直向下方向设为d轴正方向，构建平面直角坐标系，当矩形荷载区域的中心点与模型上表面中心点重合时，所得到的第i动态弯沉盆d
i
(x)由满足“d≥0”条件的模型上表面各点组成，弯沉盆的左右界限分别记为x
i，1
(x
i，1
＜0)和x
i，2
(x
i，2
＞0)，其中d
i
(x
i，1
)＝0且d
i
(x
i，2
)＝0。4.根据权利要求1所述的一种用于道路动态弯沉盆计算的有限元模型尺寸优化方法，其特征在于：步骤s2所述的第i弯沉时域曲线d
i
′
(t)按以下方法获得：对于模型m
i
，选取有限元模型上表面的中心点，将模型竖直向下方向设为d
′
轴正方向，设t＝0为中心点处弯沉d
′
满足“d
′
≥0”条件的开始时刻，设t＝t
i，max
为中心点处弯沉d
′
满足条件“d
′
≥0”的最后时刻，其中d
i
′
(0)＝0，d
i
′
(t
i，max
)＝0。5.根据权利要求1所述的一种用于道路动态弯沉盆计算的有限元模型尺寸优化方法，其特征在于：步骤s3所述的弯沉盆与时域曲线差值d-d
′
i，diff
的计算方法如下：对于结构组成与材料参数完全相同的路段，当荷载前进速度为v时，路面各点的第i动态弯沉盆d
i
(x)取值应等于将作为自变量代入第i弯沉时域曲线d
i
′
(t)后所得的取值；通过公式(2)定义弯沉盆与时域曲线差值d-d
′
i，diff
指标，表征路面各点的d
′
i
(x)和之间的差异，6.根据权利要求3所述的一种用于道路动态弯沉盆计算的有限元模型尺寸优化方法，其特征在于：步骤s4具体如下：将步骤s1中所建道路有限元模型m
i
的长宽尺寸各放大为原来的1.2倍，保持模型各层厚度不变，将放大后的模型记作m
i+1
，荷载设置保持不变，根据步骤s2中第i动态弯沉盆d
i
(x)的计算方法，基于m
i+1
模型，计算第i+1动态弯沉盆d
i+i
(x)和第i+1弯沉时域曲线d
i+1
′
(t)。7.根据权利要求1所述的一种用于道路动态弯沉盆计算的有限元模型尺寸优化方法，其特征在于：步骤s5中，通过式(3)计算弯沉盆差值d
i，i+1，diff
；
·
通过式(4)计算弯沉时域曲线差值d
′
i，i+1，diff
；弯沉盆差值d
i，i+1，diff
值越小，说明基于m
i
模型模拟所得的第i动态弯沉盆d
i
(x)与基于m
i+1
模型模拟所得的第i+1动态弯沉盆d
i+1
(x)之间的差异越小；弯沉时域曲线差值d
′
i，i+1，diff
值越小，说明基于m
i
模型模拟所得的第i弯沉时域曲线d
i
′
(t)与基于m
i+1
模型模拟所得的第i+1弯沉时域曲线d
i+1
′
(t)之间的差异越小；(t)之间的差异越小；
技术总结
本发明公开了一种用于道路动态弯沉盆计算的有限元模型尺寸优化方法，包括以下步骤：S1：构建用于道路动态弯沉盆计算的有限元模型；S2：模拟获取第i动态弯沉盆和第i弯沉时域曲线；S3：计算弯沉盆与时域曲线差值；S4：放大模型尺寸放大至,模拟获取第i+1动态弯沉盆和第i+1弯沉时域曲线；S5：计算弯沉盆差值值与弯沉时域曲线差值；S6：重复步骤S1至S5，直至满足模型优化标准。本发明一种用于道路动态弯沉盆计算的有限元模型尺寸优化方法，能为道路动态弯沉盆模拟所用的有限元模型尺寸优化提供标准化的方法。尺寸优化提供标准化的方法。尺寸优化提供标准化的方法。
技术研发人员：马涛 范剑伟 朱雅婧 顾临皓 朱宇
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2022.05.05
技术公布日：2022/8/22