出版時間:2008-12 出版社:東南大學出版社 作者:廖公云,黃曉明 編著 頁數(shù):270 字數(shù):426000
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內(nèi)容概要
本書分為基礎篇和應用篇兩個部分?;A篇介紹了有限單元法的基本原理、ABAQUS有限元基本知識、道路工程中常用材料模型和UMAT的編寫、單元及網(wǎng)格劃分技術、inp文件用法;應用篇中運用實例的形式,采用ABAQUS有限元程序分析了道路工程(包括部分巖土工程)中的典型問題:包括瀝青路面結(jié)構的裂縫問題和動態(tài)響應問題、瀝青路面結(jié)構的車轍問題、軟土地基上路面結(jié)構的沉降問題、橋臺地基的沉降問題和路堤邊坡穩(wěn)定性問題等。 本書可作為高等學校道路相關專業(yè)研究生和高年級本科生的有限元課程教材,也可作為道路工程、巖土工程等相關專業(yè)科研人員的專業(yè)參考書或培訓教材。
書籍目錄
1 緒論 1.1 有限元與ABAQUS 1.2 道路工程中的典型問題 1.3 本書的主要內(nèi)容第一部分 基礎篇 2 有限單元法的基本原理 2.1 有限單元法求解的基本步驟 2.1.1 位移函數(shù) 2.1.2 單元應變和初應變 2.1.3 單元應力 2.1.4 等效結(jié)點力與單元剛度矩陣 2.1.5 結(jié)點載荷 2.1.6 結(jié)點平衡方程與整體剛度矩陣? 2.2 常見單元的單元剛度矩陣和結(jié)點載荷 2.2.1 矩形單元 2.2.2 四面體單元 2.3 能量原理 2.3.1 虛位移原理 2.3.2 最小勢能原理 2.3.3 最小余能原理 2.4 有限元解的收斂性 2.5 形函數(shù)及其應用 2.5.1 形函數(shù)的定義 2.5.2 典型的一維、二維和三維形函數(shù) 2.5.3 坐標變換 2.6 本章小結(jié) 3 ABAQUS有限元基本知識 3.1 ABAQUS產(chǎn)品的組成(Products) 3.2 ABAQUS/CAE的組成(Components) 3.3 ABAQUS/CAE中的分析模塊(Modules) 3.4 ABAQUS/CAE中的常用工具(Tools) 3.4.1 ABAQUS/CAE中的常用工具 3.4.2 實例:路面結(jié)構的受力分析 3.5 ABAQUS分析模型的組成 3.5.1 ABAQUS分析的過程 3.5.2 ABAQUS分析模型的組成 3.6 ABAQUS中的常用命令(Commands) 3.7 ABAQUS中的常用文件(Files) 3.7.1 常用文件 3.7.2 其他文件 3.8 ABAQUS中的幫助文檔(Documentation) 3.9 本章小結(jié) 4 常用材料的本構模型及UMAT 4.1 道路工程中常用材料的本構模型 4.2 典型的彈性模型和塑性模型 4.3 道路工程常見材料模型及UMAT 4.3.1 道路工程中常見材料模型 4.3.2 用戶子程序UMAT和應用程序(Utilities) 4.3.3 修正Burgers模型用戶子程序UMAT的編寫 4.3.4 Duncan-Chan9模型用戶子程序UMAT的編寫 4.3.5 UMAT用戶子程序的用法 4.4 本章小結(jié) 5 單元及網(wǎng)格劃分技術 5.1 有限單元 5.1.1 單元的表征 5.1.2 實體單元 5.1.3 殼單元 5.1.4 梁單元 5.1.5 桁架單元 5.2 剛性體 5.2.1 剛性體使用的時機 5.2.2 剛性體部件 5.2.3 剛性單元 5.3 實體單元的使用 5.3.1 單元的數(shù)學描述和積分 5.3.2 實體單元的選擇 5.4 網(wǎng)格劃分技術……第二部分 應用篇參考文獻
章節(jié)摘錄
1 緒 論 1.1 有限元與ABAQUS 1)有限元的發(fā)展 在科學技術領域內(nèi),對于許多力學問題和物理問題,人們已經(jīng)得到了它們應遵循的基本方程(常微分方程或偏微分方程)和相應的定解條件。但能用解析方法求出精確解的只是少數(shù)方程性質(zhì)比較簡單,且?guī)缀涡螤钕喈斠?guī)則的問題。對于大多數(shù)問題,由于方程的某些特征的非線性性質(zhì),或由于求解區(qū)域的幾何形狀比較復雜,則不能得到解析的解答。數(shù)值解法應運而生,伴隨著計算機技術的飛速發(fā)展,數(shù)值分析方法已成為求解科學技術問題的主要工具之一?! ∮邢拊ㄊ菙?shù)值分析方法的一種,其基本思想是將連續(xù)的求解區(qū)域離散為一組有限個、且按一定方式相互聯(lián)結(jié)在一起的單元組合體。由于單元能按不同的聯(lián)結(jié)方式進行組合,且單元本身又可以有不同形狀,因此可以模擬幾何形狀復雜的求解域。有限單元法作為數(shù)值分析方法的另一個重要特點是,利用在每一個單元內(nèi)假設的近似函數(shù)來分片地表示全求解域上待求的未知場函數(shù)。單元內(nèi)的近似函數(shù)通常由未知場函數(shù)或其導數(shù)在單元的各個結(jié)點的數(shù)值和其插值函數(shù)來表達。這樣一來,一個問題的有限元分析中,未知場函數(shù)或其導數(shù)在各個結(jié)點上的數(shù)值就成為新的未知量(也即自由度),從而使一個連續(xù)的無限自由度問題變成離散的有限自由度問題。一經(jīng)求解出這些未知量,就可以通過插值函數(shù)計算出各個單元內(nèi)場函數(shù)的近似值,從而得到整個求解域上的近似解。顯然隨著單元數(shù)目的增加,也即單元尺寸的縮小,或者隨著單元自由度的增加及插值函數(shù)精度的提高,解的近似程度將不斷改進。如果單元是滿足收斂要求的,近似解最后將收斂于精確解。 ……
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