KTH 皇家理工学院使用 Avizo 软件对土木工程材料的内部结构进行可视化和表征

作者：Denis Jelagin、Alvaro Guarin、Ibrahim Onifade、Nicole Kringos 和 Bjorn Birgisson (KTH)

皇家理工学院 (KTH) 的道路与铁道工程系旨在推动计算和实验科学方面的进步，以开发新材料、工具和系统，提高移动性、运输安全和基础设施的耐用性。该小组致力于道路和轨道的分析与以性能为主的设计，道路的管理以及运营维护。

沥青混合物为非均质材料，其中包含了石头、沙子和填充物，通过基于沥青基粘合剂固定在一起。沥青混合物在永久变形、开裂、渗透性和老化方面的性能受其内部结构的影响很大。要了解管理沥青混合性能的微机械程序，不仅需要能描述沥青内部结构定量参数的测定工具，还需要基于有限元法 (FE) 的多物理场建模工具。FE 分析可量化微观结构对混合物性能的影响，从而为沥青的材料设计优化提供创新方法。

重建后的石材表面。

KTH 皇家理工学院使用 Avizo 软件 根据 X 射线微型 CT 数据来对沥青内部结构进行可视化和表征。通过 Avizo 软件可测量沥青混合物中石材尺寸分布和方向，石材之间接触区的分布和几何形状以及粘合剂和空隙分布。石材和石材之间的接触提供了主要承载压缩力和剪切力的结构，特别是在高温的情况下。这些参数在很大程度上界定了石材骨架强度及沥青混合物的集料易压碎程度和永久变形情况。

一旦用 Avizo 软件对所有三个组成部分（即石材、粘合剂和空隙）进行分割和分析，可将生成的四面体网格导出到有限元分析软件。对不同的负载和散热情况进行有限元分析，可进一步定量分析沥青内部结构对其现场性能的影响。在上图所示的 FE 分析示例中，检查了空隙结构对沥青混合物中温度梯度的影响。

该系开发用于公路和铁路的新型长效材料，设计环保材料和解决方案，并研究路面和铁轨的退化和失效机理。

关于 Amira & Avizo 3D 软件

Amira 和 Avizo 是高性能 3D 软件，可对来自不同来源和模式的科学和工业数据进行可视化、分析和解读。

_{图像和文本由 KTH 皇家理工学院提供}