1 绪论 1
1.1 弹性力学的内容 1
1.2 弹性力学的基本假定 2
1.3 弹性力学中的基本概念 3
1.4 弹性力学的发展史 6
1.5 弹性力学的作用和任务 7
习题 8
2 平面问题的基本理论 10
2.1 平面应力问题和平面应变问题 10
2.2 平衡微分方程 11
2.3 平面问题中一点的应力状态 13
2.3.1 任意斜截面上的正应力σn和切应力τn 14
2.3.2 主应力和应力方向 15
2.3.3 最大应力与最小应力 15
2.4 几何方程——刚体位移 16
2.5 斜方向的应变及位移 19
2.6 物理方程 21
2.7 边界条件 23
2.8 圣维南原理 25
2.9 按位移求解平面问题 29
2.10 按应力求解平面问题——相容方程 30
2.11 常体力情况下的简化 32
2.12 应力函数——逆解法与半逆解法 35
习题 36
3 平面问题的直角坐标解答 40
3.1 多项式解答 40
3.2 位移分量的求出 41
3.3 简支梁受均布荷载 43
3.4 楔形体受重力和液体压力 48
习题 50
4 平面问题的极坐标解答 53
4.1 极坐标中的平衡微分方程 53
4.2 极坐标中的几何方程及物理方程 55
4.3 极坐标中的应力函数与相容方程 57
4.4 应力分量的坐标变换式 59
4.4.1 已知σx、σy、τxy求σρ、σψ、τρψ 59
4.4.2 已知σρ、σψ、τρψ求σx、σy、τxy 60
4.5 轴对称应力和相应的位移 61
4.5.1 轴对称应力的一般解答 61
4.5.2 与轴对称应力相对应的形变和位移 61
4.6 圆环或圆筒受均布压力——压力隧道 63
4.6.1 圆环或圆筒受均布压力 63
4.6.2 压力隧道 65
4.7 圆孔的孔边应力集中 68
习题 72
5 弹性理论计算巷道围岩及衬砌应力 75
5.1 概述 75
5.2 无内压巷道围岩应力分布弹性计算 76
5.2.1 轴对称圆形巷道围岩的弹性应力 77
5.2.2 一般圆形巷道围岩的弹性应力 79
5.2.3 椭圆形巷道围岩的弹性应力 81
5.2.4 矩形和其他形状巷道周边弹性应力 84
5.3 有内压巷道围岩与衬砌的应力弹性计算 86
5.3.1 内压引起的巷道围岩附加应力 86
5.3.2 内压引起无裂隙围岩与衬砌的附加应力计算 87
5.3.3 内压引起有裂隙围岩与衬砌的附加应力计算 89
习题 90
6 ANSYS有限元分析 91
6.1 计算机辅助分析概论 91
6.2 有限元法简介 91
6.3 ANSYS软件结构 96
6.3.1 前处理器 96
6.3.2 分析器 99
6.3.3 后处理器 100
6.4 悬壁支架受非均布荷载 101
6.4.1 问题分析 101
6.4.2 设置元素属性 103
6.4.3 建立实体模型 110
6.4.4 建立有限元素模型 127
6.4.5 分析的种类及选项 129
6.4.6 边界条件 130
6.4.7 求解的选项和求解 133
6.4.8 后处理器——显示结果 136
6.4.9 结果数据查询 143
6.4.10 检查分析的正确性 143
6.5 矿山巷道开挖模拟 144
6.5.1 问题分析 144
6.5.2 问题描述 145
6.5.3 创建物理环境 145
6.5.4 建立模型 151
6.5.5 划分网格 154
6.5.6 施加约束和荷载 158
6.5.7 初始地应力场模拟求解 162
6.5.8 开挖进尺模拟分析 171
习题 177
参考文献 181