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摘要：本发明提出了一种基于分子动力学的变温状态下沥青裂缝的自愈合模拟方法，该方法是对微波加热下基于分子动力学的沥青裂缝愈合模拟的改进。首先构建沥青四组分裂缝模型，并进行几何优化；然后运用脚本编写变温方法，对裂缝模型模拟自愈合过程；最后通过密度变化曲线以及选取帧数段的方法来分析均方位移，并得到扩散系数。该方法与现有评价方法相比，模拟加热方式得以改进，变温状态下对裂缝实现愈合的时间具有促进作用；变温过程密度曲线变化的三阶段更具特征性，可以清晰表征裂缝自愈合的过程，对裂缝扩散能力的研究也更加深入。此外，从宏观角度而言，可对微波加热促进沥青自愈合性能的研究提供分析依据，因此具有一定的研究价值。

主权项：1.一种基于分子动力学的变温状态下沥青裂缝的自愈合模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：1）采用分子动力学模拟软件MaterialsStudios建立沥青分子四组分模型，并进行几何优化；2）将优化过后的两个沥青分子放在一个晶胞中，添加真空层，设置间距模拟裂缝宽度，构建沥青裂缝模型；3）在MaterialsStudios中编写使沥青裂缝模型在变温状态下进行分子动力学计算的脚本，使得沥青裂缝在变温状态下实现愈合；编写使沥青裂缝模型在变温状态下进行分子动力学模拟的脚本，具体方法为：31）定义初始目标文件以此运行沥青裂缝初始模型，针对变温范围定义最低和最高温度，设置温度间隔，每个温度下的运行时间与帧数的获取均相同；32）在Forcite模块对分子动力学参数进行设置：系综选取NPT，力场为COMPASSⅡ，设置时间步长、压力、初始速度、总计算步数；33）编写第一个温度下的动力学模拟，即从最低温度开始，将初始目标文件删除，新建一个空的轨迹文件，把最低温度运行下产生的轨迹帧数附加其中；34）在最低温的基础上，设置温度循环，使温度不断升高，分子轨迹也会基于上一个温度下的轨迹继续运行，直至达到最高温度，以此实现变温效果；4）通过生成的密度变化曲线以及选取帧数段来分析均方位移，并计算得到相对应的扩散系数；分子动力学计算后生成的密度变化曲线，表明沥青裂缝在变温过程中愈合的三个阶段：第一阶段为密度恢复阶段；第二阶段沥青分子逐渐接触，裂缝逐渐愈合；第三阶段为沥青完成愈合后分子自扩散阶段，此使密度趋于稳定；分析密度变化的前两个阶段，通过分子动力学模拟生成的轨迹文件，以裂缝初始状态到裂缝开始愈合状态这一段的帧数区间进行均方位移分析，并得到扩散系数。

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百度查询： 南京理工大学 基于分子动力学的变温状态下沥青裂缝的自愈合模拟方法