Abaqus走進垃圾掩埋場

士盟科技-部落格圖片

從人類文明開始至今,垃圾的製造量隨著地球人口總數上升而與日俱增。處理垃圾最常見的方式為設置垃圾掩埋場,為了使其能夠容納更多的垃圾量,延長使用壽命,垃圾必須藉由壓路機達到縮小體積、壓實之目的。

不同國家所產生的垃圾類型不同,比起歐美,華人地區的垃圾包含更多的食物、有機物以及更高的含水量,因而影響整個掩埋場址的壓縮性以及剪力強度。施工機具製造大廠Caterpillar為了找到甚麼樣的壓路機適合甚麼類型的掩埋場,他們採用有限元素分析軟體Abaqus進行模擬。 壓路機的滾輪先設為光面,無任何尖齒,垃圾以修正過的可潰縮泡棉材料模擬,考慮材料的彈塑性行為以及體積應變,藉此捕捉壓縮與回彈,以多疊層代表垃圾,壓路機的滾輪多次反覆來回。

模擬出來的壓密結果與實際行為呈現正相關,但輪軸的扭力值過小。 進一步地,他們以亞洲市場的SEM6020壓路機為分析模型,採用其滾輪外型,包含詳細的尖齒形狀與數量,先以ALE技術分析,結果顯示只能正確捕捉第一次的壓實現象,並且僅適用於緩慢坡度以及微小滾輪滑動的情況。改以CEL的技術,得到與實際情況相符的分析結果,克服ALE的網格扭曲問題,準確模擬滾輪以及垃圾層之力學反應,如今他們將此分析技術,應用於不同的滾輪半徑、尖齒形狀與數量之壓路機,如美國836型。不只如此,土木工程用的土壤壓路機以及振動壓路機將是他們的下個分析標的。

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