复合材料斜拉桥设计理论研究PDF电子书下载

绪论 1

第一章　复合材料斜拉桥设计的意义 3

1.1　斜拉桥及其发展 3

1.1.1　斜拉桥及其优点 3

1.1.2　斜拉桥在世界及中国的发展 4

1.2　斜拉桥设计理论基础及其发展 7

1.3　复合材料结构及其特点 8

1.3.1 复合材料结构 8

1.3.2　复合材料结构的特点 11

1.4　复合材料结构在工程上的应用 13

1.5　复合材料结构在桥梁工程上的应用 16

1.6　本书研究的主要内容 19

第二章　变物性非均质复合材料力学性质研究 21

2.1 基本理论 21

2.1.1　质量守恒定律 21

2.1.2　动量守恒定律 22

2.1.3　动量矩守恒定律 22

2.1.4　热力学第一定律 22

2.1.5　热力学第二定律 24

2.1.6　傅立叶（Fourier）定律 25

2.2　本构方程的初始形态——本构关系 25

2.3　本构方程 27

2.4　热传导方程 29

2.5　算例 32

2.5.1　有限元分析模型 32

2.5.2　变物性的考虑 35

2.6　小结 45

第三章 复合材料结构的初应力问题 46

3.1　有限位移弹性理论 46

3.1.1　Lagronge应变张量 46

3.1.2　有限位移弹性理论的应力分析和平衡方程 50

3.1.3　小位移弹性理论的应力分析和平衡方程 53

3.1.4　应力-应变本构关系 56

3.2　虚功原理 57

3.2.1 小位移弹性理论虚功原理 58

3.2.2　有限位移弹性理论的虚功原理 59

3.3　初应力问题 60

3.4　算例 63

3.4.1　复合材料制备时的初应力 63

3.4.2　复合材料受外载荷作用时，由于非线性效应产生的初应力 66

3.4.3　在长期载荷作用下初应力的考虑与影响 68

3.5 小结 75

第四章　复合材料结构斜拉桥箱梁扭转分析 76

4.1　复合材料的等代处理 76

4.1.1 层合梁的抗弯刚度和应力 76

4.1.2　层合梁的剪应力 80

4.2　复合材料结构的等代处理 82

4.2.1　蜂窝夹层结构的密度计算 82

4.2.2　蜂窝夹层结构的等效弹性模量计算 84

4.3 复合材料蜂芯箱梁扭转分析基本理论 93

4.3.1　应力、应变和位移表达式 93

4.3.2　复合材料薄壁杆件扭转分析基本方程 94

4.3.3　复合材料薄壁直杆刚度矩阵 99

4.4　复合材料蜂芯箱梁扭转分析工程计算 106

4.4.1　翘曲函数的连续性方程 106

4.4.2 自由扭转 107

4.4.3　约束扭转 110

4.4.4　复合材料蜂芯箱梁约束扭矩刚度矩阵 116

4.5 算例 118

4.5.1　蜂窝夹层板等效模型的数值验证 118

4.5.2　复合材料箱梁扭转中非线性问题的数值分析结果 128

4.6 小结 131

第五章　斜拉桥几何非线性简化分析 133

5.1 概况 133

5.1.1　经典设计中遇到的难点 133

5.1.2　斜拉桥非线性结构问题 133

5.1.3　本章研究的主要内容 134

5.2　垂度效应——单根斜拉索的几何非线性分析 137

5.2.1　斜拉索非线性的精确分析 138

5.2.2　斜拉索非线性的近似分析 143

5.2.3　误差分析 144

5.2.4　结论 147

5.3　弯矩与轴向力的组合效应 147

5.4　非线性分析的基本方法 155

5.4.1　材料非线性和几何非线性 155

5.4.2　几何非线性分析的近似方法 156

5.4.3　带动坐标的混合法 159

5.4.4　带动坐标混合法的应用 161

5.5　全桥模型几何非线性的有限元分析 163

5.6　小结 167

第六章　总结与展望 168

6.1　全文总结与结论 168

6.2　展望 169

参考文献 171