在传统离散元的仿真工作中,一般都选用PFC3D作为分析工具。由于PFC系列软件具有命令驱动的特性,学习成本较高,在很大程度上阻碍了离散元方法的发展。目前,尚没有针对这一问题的有效解决方法。在本文的研究中,采用面向对象技术,设计并开发了一款具有可视化界面的道路材料离散元仿真系统easyPFC。系统的主要功能是生成沥青混凝土材料模型和道路材料常规试验仿真的PFC代码文件,生成的文件可以直接导入PFC3D中运行并获得输出结果。在此过程中完成的工作如下:(1)采用面向对象方法,建立了系统的UML模型。在完成系统描述、需求分析、概要设计和详细设计的工作后,对系统的用户界面进行了分析,并使用Visio2010绘制了用户界面设计图。(2)在设计工作的基础上,在Visual Studio 2013集成开发环境(IDE)下,使用C++语言对系统的核心功能进行了开发。将PFC的基本功能组件封装成基本类,由基本类组装成综合模型类,通过模型类对象及其成员函数的调用,将对应模块的PFC代码以字符串的形式输出并写入文件。(3)建立了道路材料常规试验PFC代码库。将道路材料常规试验的PFC代码以模型类子类的方式内嵌到系统中,以供程序直接调用。在easyPFC内部提供了不同模型类型,可快速完成圆柱体模型、棱柱体模型以及中空模型的生成。同时提供了多种加载模式,可以设置速度加载、位移加载与冲击加载。(4)引进简代码的编码理念,使用ImGUI图形库和OpenGL图形显示工具完成了用户界面的开发。在开发过程中,对各界面视图模块的功能进行微调,保证界面功能与后端核心功能相对应,随后完成了用户界面与核心功能的交互设计。从本文可以得出,用面向对象方法编写程序可以有效地调用PFC代码库;easyPFC可视化方法增加了PFC系列软件的易用性;easyPFC程序能够实现对道路材料常规试验的模拟仿真。