ABAQUS有限元软件在道路工程中的应用PDF电子书下载

1绪论 1

1.1有限元与ABAQUS 1

1.2道路工程中的典型问题 4

1.3本书的主要内容 4

第一部分 基础篇 9

2有限单元法的基本原理 9

2.1有限单元法求解的基本步骤 9

2.1.1位移函数 9

2.1.2单元应变和初应变 11

2.1.3单元应力 12

2.1.4等效结点力与单元刚度矩阵 14

2.1.5结点载荷 18

2.1.6结点平衡方程与整体刚度矩阵 19

2.2常见单元的单元刚度矩阵和结点载荷 24

2.2.1矩形单元 24

2.2.2四面体单元 26

2.3能量原理 30

2.3.1虚位移原理 30

2.3.2最小势能原理 31

2.3.3最小余能原理 32

2.4有限元解的收敛性 34

2.5形函数及其应用 34

2.5.1形函数的定义 34

2.5.2典型的一维、二维和三维形函数 35

2.5.3坐标变换 38

2.6本章小结 40

3 ABAQUS有限元基本知识 41

3.1 ABAQUS产品的组成（Products） 41

3.2 ABAQUS／CAE的组成（Components） 42

3.3 ABAQUS／CAE中的分析模块（Modules） 45

3.4 ABAQUS／CAE中的常用工具（Tools） 50

3.4.1 ABAQUS／CAE中的常用工具 50

3.4.2实例：路面结构的受力分析 53

3.5 ABAQUS分析模型的组成 64

3.5.1 ABAQUS分析的过程 64

3.5.2 ABAQUS分析模型的组成 65

3.6 ABAQUS中的常用命令（Commands） 66

3.7 ABAQUS中的常用文件（Files） 70

3.7.1常用文件 70

3.7.2其他文件 72

3.8 ABAQUS中的帮助文档（Documentation） 74

3.9本章小结 75

4常用材料的本构模型及UMAT 77

4.1道路工程中常用材料的本构模型 77

4.2典型的弹性模型和塑性模型 78

4.3道路工程常见材料模型及UMAT 84

4.3.1道路工程中常见材料模型 84

4.3.2用户子程序UMAT和应用程序（Utilities） 87

4.3.3修正Burgers模型用户子程序UMAT的编写 92

4.3.4 Duncan-Chang模型用户子程序UMAT的编写 98

4.3.5 UMAT用户子程序的用法 98

4.4本章小结 100

5单元及网格划分技术 101

5.1有限单元 101

5.1.1单元的表征 102

5.1.2实体单元 105

5.1.3壳单元 106

5.1.4梁单元 108

5.1.5桁架单元 109

5.2刚性体 110

5.2.1刚性体使用的时机 110

5.2.2刚性体部件 111

5.2.3刚性单元 111

5.3实体单元的使用 112

5.3.1单元的数学描述和积分 112

5.3.2实体单元的选择 119

5.4网格划分技术 120

5.4.1结构网格划分 120

5.4.2自由网格划分 121

5.4.3扫掠网格划分 122

5.4.4网格划分算法 124

5.4.5不能进行网格划分的几种情形 125

5.5本章小结 126

6 inp文件用法 127

6.1 inp文件格式 127

6.1.1关键字行（Keyword line） 127

6.1.2数据行（Date line） 128

6.1.3注释行（Comment line） 129

6.2编写完整inp文件实例：桥式吊架 129

6.2.1编写inp文件 129

6.2.2检查运行inp文件 136

6.3编写部分inp文件实例：软土地基上路面结构的沉降 137

6.3.1 ABAQUS／CAE生成部分模型数据 139

6.3.2编写部分inp文件 143

6.3.3运行和后处理 148

6.4本章小结 149

第二部分 应用篇 153

7沥青路面结构中的裂缝和动态响应问题 153

7.1相关理论和计算方法 153

7.1.1断裂力学理论和计算方法 153

7.1.2动态分析理论和计算方法 160

7.1.3移动均布载荷在有限元模型中的实现 169

7.2路面结构裂缝和动态响应问题的实例分析 170

7.2.1静态分析一：直接写inp文件 170

7.2.2静态分析二：ABAQUS／CAE建模 180

7.2.3动态分析一：平面ABAQUS／CAE建模 184

7.2.4动态分析二：三维ABAQUS／CAE建模 189

7.3本章小结 199

8沥青路面结构中的车辙问题 200

8.1相关理论和计算方法 200

8.2路面车辙计算实例 204

8.2.1温度场的分析 206

8.2.2路面车辙的计算 215

8.3本章小结 225

9软土地基上路面结构的沉降问题 226

9.1相关理论和计算方法 226

9.1.1沉降计算理论和比奥固结方程 226

9.1.2三维固结向平面应变固结的等效转换 228

9.1.3附加应力计算中位移载荷的施加 231

9.2水平向增强体（土工格栅）的应用实例 232

9.3竖向增强体（桩）的应用实例 236

9.4软土地基路面结构的附加应力分析实例 240

9.5本章小结 244

10桥台地基沉降问题 245

10.1桥台地基沉降实例 245

10.2本章小结 258

11路堤边坡稳定性问题 259

11.1相关理论和计算方法 259

11.2边坡稳定性分析实例 262

11.3本章小结 268

参考文献 269