Abaqus有限元软件在道路工程中的应用（第二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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廖公云，黄晓明 著

图书标签:

• Abaqus
• 有限元
• 道路工程
• 结构分析
• 数值计算
• 土工工程
• 桥梁工程
• 隧道工程
• 岩土工程
• 工程应用

出版社： 东南大学出版社

ISBN：9787564154172

版次：2

商品编码：11687056

包装：平装

开本：16开

出版时间：2014-12-01

用纸：胶版纸

页数：322

正文语种：中文

内容简介

　　《Abaqus有限元软件在道路工程中的应用（第二版）》在保持第一版特色内容的基础上，对所有应用篇的实例进行整体更新，并新增CZM模型抗裂分析、CRCP路面脱空受力分析、轮胎/路面动力学分析等内容。

目录

第一部分 基础篇
第1章 绪论
1.1 有限元的发展与Abaqus软件
1.2 道路工程中的典型问题
1.3 本书内容安排
第2章 有限单元法的基本原理
2.1 有限单元法求解的基本步骤
2.1.1 位移函数
2.1.2 单元应变和初应变
2.1.3 单元应力
2.1.4 等效结点力与单元刚度矩阵
2.1.5 结点荷载
2.1.6 结点平衡方程与整体刚度矩阵
2.2 常见单元的单元刚度矩阵和结点荷载
2.2.1 矩形单元
2.2.2 四面体单元
2.3 能量原理
2.3.1 虚位移原理
2.3.2 最小势能原理
2.3.3 最小余能原理
2.4 有限元解的收敛性
2.5 形函数及其应用
2.5.1 形函数的定义
2.5.2 典型的一维、二维和三维形函数
2.5.3 坐标变换
2.6 本章小结
第3章 Abaqus软件基础
3.1 Abaqus产品的组成（Products）
3.2 Abaqus/CAE的组成（Components）
3.3 Abaqus/CAE中的分析模块（Modules）
3.4 Abaqus/CAE的常用工具（Tools）
3.4.1 Abaqus/CAE中的常用工具
3.4.2 实例：路面结构的受力分析
3.5 Abaqus分析模型的组成
3.5.1 Abaqus分析的过程
3.5.2 Abaqus分析模型的组成
3.6 Abaqus的常用命令（Commands）
3.7 Abaqus的常用文件（Files）
3.7.1 常用文件
3.7.2 其他文件
3.8 Abaqus的帮助文档（Documentations）
3.9 本章小结
第4章 常用材料的本构模型及
4.1 道路工程中常用材料的本构模型
4.2 典型的弹性模型和塑性模型
4.2.1 线弹性模型
4.2.2 Mohr�睠oulomb塑性模型
4.2.3 线性Drucker�睵rager模型
4.3 道路工程常见材料模型及
4.3.1 道路工程中常见材料模型
4.3.2 用户子程序User Subroutines和应用程序（Utilities）
4.3.3 修正Burgers模型用户子程序UMAT的编写
4.3.4 Duncan�睠hang模型用户子程序UMAT的编写
4.3.5 UMAT用户子程序的用法
4.4 小结
第5章 单元及网格划分技术
5.1 有限单元
5.1.1 单元的表征
5.1.2 实体单元
5.1.3 壳单元
5.1.4 梁单元
5.1.5 桁架单元
5.2 刚性体
5.2.1 刚性体使用的时机
5.2.2 刚性体部件
5.2.3 刚性单元
5.3 实体单元的使用
5.3.1 单元的数学描述和积分
5.3.2 实体单元的选择
5.4 网格划分技术
5.4.1 结构网格划分
5.4.2 自由网格划分
5.4.3 扫掠网格划分
5.4.4 网格划分算法
5.4.5 不能进行网格划分的几种情形
5.5 本章小结
第6章 inp文件用法
6.1 inp文件格式
6.1.1 关键词行（Keyword line）
6.1.2 数据行（Data line）
6.1.3 注释行（Comment line）
6.2 编写完整inp文件实例：桥式吊架
6.2.1 编写inp文件
6.2.2 检查运行inp文件
6.3 编写部分 inp文件实例：软土地基上路面结构的沉降问题
6.3.1 Abaqus/CAE生成部分 模型数据
6.3.2 编写部分 inp文件
6.3.3 运行和后处理
6.4 本章小结

第二部分 应用篇
第7章 沥青路面结构中的裂缝和动态响应问题
7.1 相关理论和计算方法
7.1.1 断裂力学理论和计算方法
7.1.2 动态分析理论和计算方法
7.1.3 移动均布荷载在有限元模型中的实现
7.2 实例：路面结构裂缝和动态响应问题
7.2.1 静态分析一：直接写inp文件
7.2.2 静态分析二：Abaqus/CAE建模
7.2.3 动态分析一：平面Abaqus/CAE建模
7.2.4 动态分析二：三维Abaqus/CAE建模
7.3 本章小结
第8章 沥青路面结构车辙问题及摊铺温度场分析
8.1 相关理论和计算方法
8.2 实例：沥青路面结构车辙计算
8.2.1 温度场的分析
8.2.2 路面车辙的计算
8.3 实例：沥青路面上面层摊铺温度场分析
8.4 本章小结
第9章 软土地基上路面结构和桥台地基的沉降问题
9.1 相关理论和计算方法
9.1.1 沉降计算理论和比奥固结方程
9.1.2 三维固结向平面应变固结的等效转换
9.1.3 附加应力计算中位移载荷的施加
9.2 实例：软土地基上路面结构的沉降分析
9.2.1 水平向增强体（土工格栅）的应用
9.2.2 竖向增强体（桩）的应用
9.2.3 软土地基路面结构的附加应力分析
9.3 实例：软土地基上桥台结构的沉降分析
9.4 本章小结
第10章 路堤边坡稳定性问题
10.1 相关理论和计算方法
10.2 实例：边坡稳定性分析
10.3 本章小结
第11章 水泥混凝土路面上的接缝传荷问题
11.1 实例：水泥混凝土路面的接缝传荷模拟
11.1.1 无传力杆的混凝土路面受力
11.1.2 有传力杆的混凝土路面受力
11.2 本章小结
第12章 水泥混凝土路面上的轮胎振动噪声问题
12.1 相关理论和计算方法
12.2 轮胎振动噪声计算实例
12.3 本章小结
参考文献

前言/序言

Abaqus有限元软件在道路工程中的应用（第二版） 前言 随着科技的飞速发展，工程计算的精度和效率日益成为衡量工程项目成功与否的关键因素。在道路工程领域，复杂的地质条件、多变的交通荷载以及严苛的环境因素，使得传统的经验设计方法和简化计算模型在面对日益精细化的工程需求时显得力不从心。有限元方法（FEM）作为一种强大的数值分析工具，以其能够精确模拟复杂几何形状、材料非线性行为以及各种边界条件的能力，已成为现代工程分析不可或缺的重要手段。Abaqus，作为一款国际领先的通用有限元分析软件，凭借其强大的求解器、丰富的单元库、灵活的材料模型以及直观的用户界面，在土木工程，特别是道路工程领域展现出了巨大的应用潜力。 本书《Abaqus有限元软件在道路工程中的应用（第二版）》旨在系统性地介绍Abaqus软件在解决道路工程各类关键问题中的应用方法与实践。相较于第一版，本版在内容上进行了全面的更新与深化，不仅涵盖了Abaqus软件本身在更新迭代后的新功能和优化，更紧密结合了当前道路工程领域的研究热点和工程实践的最新需求，力求为广大道路工程领域的工程师、研究人员和学生提供一本既具理论深度又富实践指导意义的参考手册。 本书的编写遵循“理论与实践相结合”的原则，从基础的Abaqus软件操作入手，逐步深入到道路工程中各种典型问题的有限元建模、求解与后处理。我们力求通过详实的案例分析，清晰地展现Abaqus在解决实际工程问题时的强大能力，帮助读者掌握利用有限元技术进行道路工程分析的有效途径。 本书特色与内容概述 第一部分：Abaqus软件基础与道路工程应用入门 本部分旨在为初学者建立坚实的Abaqus操作基础，并初步了解其在道路工程领域的应用潜力。 Abaqus软件概览： 详细介绍Abaqus软件的整体架构，包括其前处理器（Abaqus/CAE）、求解器（Abaqus/Standard、Abaqus/Explicit）以及后处理器（Abaqus/Viewer）。重点阐述Abaqus在材料建模、网格划分、载荷施加、边界条件设置以及结果可视化等方面的核心优势，特别强调其在处理复杂几何和非线性问题上的强大功能，为后续深入学习奠定基础。 基础有限元概念回顾： 简要回顾有限元分析的基本理论，包括单元、节点、形函数、刚度矩阵、荷载向量以及求解方程组等，使读者能够更好地理解Abaqus软件背后支撑的计算原理，从而更深入地理解模型的构建逻辑。 Abaqus/CAE操作入门： 通过实例演示，指导读者掌握Abaqus/CAE界面的基本操作，包括部件创建、实例创建、材料属性定义、截面属性定义、网格生成、作业创建与提交、结果查看等流程。特别关注道路工程中常用到的几何实体建模技术，如基于草图、扫掠、放样等。 道路工程中常见单元类型选择： 针对道路工程中不同构件和分析需求，介绍Abaqus中常用的单元类型，如实体单元（C3D8, C3D4等）、壳单元（S4, S3等）、梁单元（B31等）以及它们的适用范围和注意事项。重点解析在模拟土体、路面结构、桥梁构件等时应如何选择合适的单元，以平衡精度与计算效率。 第二部分：道路路基与边坡的Abaqus分析 路基的稳定性和边坡的安全性是道路工程的重中之重。本部分将聚焦于利用Abaqus解决这类问题。 路基沉降与变形分析： 讲解如何建立包含土体、填料、压实层等多种材料的路基模型。重点介绍如何考虑土体的固结沉降、蠕变以及不同层次路基材料的相互作用。分析荷载（车辆、自重）作用下的路基应力、应变及沉降分布，为路基设计提供依据。 边坡稳定性分析： 详细阐述Abaqus在边坡稳定性评估中的应用。介绍如何通过定义土体的弹塑性本构模型（如Mohr-Coulomb、Drucker-Prager等）来模拟土体的强度特性。演示如何施加边坡荷载、地下水影响以及抗滑桩、挡土墙等支护结构的作用。重点讲解极限平衡法与有限元法的结合应用，以及如何通过强度折减法来评估边坡的安全系数。 软土地基处理与加固分析： 针对软土地基的特点，介绍Abaqus在模拟桩基、砂井、真空预压等处理方法中的应用。分析不同处理措施对软土地基的固结性能、承载力以及沉降控制效果。演示如何模拟桩与土体的相互作用，以及加固材料（如土工格栅、土工布）对整体稳定性的提升作用。 冻胀融沉与季节性冻土区路基分析： 探讨Abaqus在处理季节性冻土区路基问题中的应用。介绍如何建立考虑温度场与力学场耦合的分析模型，模拟冻胀和融沉过程对路基结构的影响。分析温度变化对土体材料性质的改变，以及由此引发的应力、变形和破坏。 第三部分：道路路面结构的Abaqus分析 路面结构的设计直接关系到道路的耐久性和行车舒适性。本部分将深入探讨路面结构的有限元分析。 沥青路面结构分析： 重点介绍沥青混合料的粘弹性/粘塑性材料模型在Abaqus中的应用。讲解如何考虑沥青路面的温度敏感性、应力-应变速率依赖性以及疲劳损伤累积。分析不同交通荷载（静载、动载）作用下的应力、应变分布，预测路面早期破坏（如车辙、裂缝）的可能性。 水泥混凝土路面结构分析： 阐述水泥混凝土路面的结构分析方法。介绍混凝土的线弹性、弹塑性模型以及裂缝扩展的模拟。分析温度应力、收缩应力以及交通荷载对水泥混凝土路面的影响。重点讲解如何模拟路面板的弯曲、接缝处的应力集中以及板底脱空等现象。 路面结构层之间的相互作用分析： 强调路面各结构层（面层、结合层、基层、垫层）之间相互作用的重要性。演示如何正确定义层间接触条件（如摩擦、粘结），以准确模拟应力传递和变形协调。分析不同结合方式（如沥青结合、水泥结合、无结合）对路面整体性能的影响。 路面耐久性与疲劳分析： 深入介绍Abaqus在预测路面耐久性方面的应用。讲解如何基于有限元分析结果，结合损伤力学模型（如Miner法则、Paris定律），对路面进行疲劳寿命评估。分析不同设计参数、荷载条件和环境因素对路面寿命的影响。 路面结构在特殊环境下的分析： 探讨Abaqus在应对高温、低温、潮湿等特殊环境对路面结构影响的应用。例如，模拟高温下沥青路面的车辙，低温下水泥混凝土路面的冻胀破坏，以及潮湿环境下基层和路基的强度劣化。 第四部分：道路桥梁与特殊构件的Abaqus分析 道路工程中常常包含桥梁等复杂结构，本部分将聚焦于此。 桥梁结构的基本分析： 介绍Abaqus在桥梁结构（如梁桥、拱桥、斜拉桥）整体模型建立、静力分析和动力分析中的应用。讲解如何选择合适的单元类型模拟桥梁的各种构件（如桥面板、主梁、桥墩、桥台），并进行承载能力、变形以及动力响应的评估。 桥梁基础与桩基分析： 深入分析桥梁基础的受力行为。介绍如何利用Abaqus模拟桥梁荷载向桩基的传递，分析桩身应力、桩侧摩阻力以及桩端承载力。重点讲解桩土相互作用的模拟，以及考虑桩身非线性和土体塑性的复杂情况。 桥梁连接与支座分析： 关注桥梁连接部位（如支座、伸缩缝）的细节分析。介绍Abaqus在模拟支座的非线性行为（如阻尼、位移限制）以及伸缩缝处的应力集中方面的应用。 混凝土结构裂缝与耐久性分析： 针对道路桥梁中常见的混凝土结构，介绍Abaqus在模拟混凝土开裂、钢筋锈蚀引起的结构损伤以及由此带来的耐久性下降等问题。 钢结构桥梁的Abaqus分析： 简要介绍Abaqus在钢结构桥梁（如钢桁架、钢拱桥）中的分析应用，包括屈曲分析、疲劳分析等。 第五部分：Abaqus在道路工程中的高级应用与案例研究 本部分将进一步提升读者对Abaqus的运用能力，并通过实际案例加深理解。 Abaqus Python脚本编程与二次开发： 介绍Abaqus的Python API，指导读者如何通过脚本语言实现模型自动生成、批量计算、结果提取等高级功能，显著提高分析效率。 Abaqus与其他软件的接口应用： 探讨Abaqus与其他工程软件（如CAD软件、GIS软件、交通流模拟软件）的协同工作模式，实现数据的无缝导入导出，以及多专业协同设计。 Abaqus在特殊道路工程中的应用： 涵盖隧道工程、轨道交通工程、机场道面工程等特殊道路工程领域的Abaqus应用案例，展示Abaqus解决更广泛工程问题的能力。 典型道路工程案例分析： 精选具有代表性的道路工程项目（如高速公路、城市快速路、高寒地区道路、软土地区道路），通过详细的Abaqus建模、分析过程和结果解读，展示Abaqus在实际工程问题解决中的完整流程和实际效果。这些案例将涵盖路基、路面、桥梁等多个方面，具有很强的实践指导意义。 结语 本书的编写凝聚了作者在Abaqus软件应用与道路工程实践方面的丰富经验。我们希望通过本书，能够帮助读者深刻理解有限元分析的精髓，熟练掌握Abaqus在道路工程中的应用技巧，从而提升解决复杂工程问题的能力。有限元分析作为一种强大的技术工具，其价值在于帮助我们更深入地理解工程行为，优化设计方案，提高工程质量，降低工程风险。我们相信，本书将为您的道路工程研究与实践提供有力的支持。 无论您是经验丰富的道路工程师，还是初涉有限元领域的学生，都能从本书中获得宝贵的知识和启发。让我们一同探索Abaqus在道路工程领域的无限可能，用先进的数值模拟技术，为建设更安全、更耐久、更经济的道路交通基础设施贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

对于《Abaqus有限元软件在道路工程中的应用（第二版）》，我最看重的是它能够提供一套完整的、可复现的分析流程。从前期的模型建立、材料属性定义、边界条件施加，到中间的求解设置、过程监测，再到后期的结果提取、图表绘制和工程意义解读，每一个环节都至关重要。我希望本书能够在这几个方面都做到细致入微，让读者在学习过程中能够有清晰的思路和明确的操作方向。尤其是在结果解读方面，我希望不仅仅是给出数值，而是能够结合工程实际，解释这些数值代表的物理意义，例如应力集中、变形大小、稳定性系数等，并给出相应的工程建议。如果书中能提供一些“经验公式”与Abaqus模拟结果进行对比分析的章节，那将非常有助于我理解和验证Abaqus分析的准确性。毕竟，学习Abaqus的目的最终是为了更好地服务于实际的道路工程设计和施工，提供更科学、更经济的解决方案。

评分☆☆☆☆☆

这本《Abaqus有限元软件在道路工程中的应用（第二版）》，从我的角度来看，它的吸引力在于其“第二版”的更新迭代。通常来说，第二版会吸收第一版的经验教训，对内容进行优化和补充，尤其是在软件更新和工程实践发展方面。我非常好奇它在Abaqus软件的最新版本下的应用介绍，例如在用户界面、单元类型、后处理功能等方面是否有所改进和更新。同时，道路工程是一个不断发展的领域，新的材料、新的施工技术、新的设计理念层出不穷。我希望这本书能够反映这些最新的发展趋势，例如在绿色建材的应用、智能化施工的模拟等方面，Abaqus能扮演什么样的角色。如果书中能够提及一些前沿的研究方向或者挑战性的工程案例，并且给出相应的Abaqus解决方案，那将是对我非常有价值的启发。作为一名对Abaqus在道路工程领域应用感兴趣的读者，我更看重的是书本能否引领我站在行业的最新前沿，而不是仅仅停留在过去的经验总结。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本《Abaqus有限元软件在道路工程中的应用（第二版）》，还没来得及深入研读，只是粗略翻了一下目录和前言。第一印象是，它似乎是一本理论结合实际的典范。从目录上看，涵盖了从Abaqus的基础操作，到诸如路基、路面、桥梁等一系列道路工程中的典型应用场景，这让我对它寄予了厚望。作为一名初学者，最怕的就是理论知识过于晦涩，脱离实际，或者反过来，只是罗列一些案例，缺乏必要的理论支撑。《Abaqus有限元软件在道路工程中的应用（第二版）》给我一种感觉，它在这两者之间找到了一个不错的平衡点。比如，在介绍路基沉降分析的部分，我看到有关于土力学本构模型选择和参数设定的讨论，这说明它不仅仅是教你如何操作软件，更重要的是让你理解其背后所依赖的工程力学原理。这一点对于我这种想要深入理解Abaqus在道路工程中应用的读者来说至关重要。我希望它能够提供清晰的步骤和实例，带领我一步步掌握有限元分析的精髓，而不是仅仅停留在“点点鼠标”的层面。期待它能帮助我解决在实际工作中遇到的复杂工程问题，提升我的分析能力和解决问题的效率。

评分☆☆☆☆☆

翻阅《Abaqus有限元软件在道路工程中的应用（第二版）》，我对它在“数值模拟”这一核心环节上的深度和广度充满了期待。有限元分析的最终目的是为了得到可靠的模拟结果，而这些结果的可靠性很大程度上取决于建模的精细程度和分析参数的准确性。因此，我希望这本书能够不仅仅停留在“如何输入数据”层面，而是能够深入讲解“为什么这样输入”以及“输入什么样的数据”。例如，在对路面结构进行分析时，沥青层和基层材料的本构模型选择、层间接触的设置、加载方式的设计等等，都至关重要。我希望作者能够详细地阐述这些关键决策背后的力学原理和工程经验，并提供相应的Abaqus操作细节。此外，对于一些复杂的地质条件，例如软土、边坡等，其本构模型的选择往往是难点。如果本书能够提供针对性的建模指南，并对不同本构模型在模拟这些复杂情况时的优劣进行比较分析，那将极大地提升我对该书的认可度。

评分☆☆☆☆☆

对于《Abaqus有限元软件在道路工程中的应用（第二版）》，我抱持着一种“实践出真知”的心态去接触它。书名中的“应用”二字，直接点出了它的核心价值——不仅仅是理论的堆砌，更是对软件在真实工程场景下的落地。我特别关注其中关于非线性分析的章节，因为在道路工程中，材料的非线性行为（如土体的塑性、沥青混合料的粘弹塑性）往往是影响分析结果准确性的关键因素。我希望这本书能够详细阐述如何选择合适的非线性本构模型，如何进行参数辨识，以及在Abaqus中如何有效地设置和求解非线性问题。此外，对于一些常见的道路工程难题，例如复杂地质条件下的路基稳定性分析、高填方路堤的变形控制、以及冻土地区道路的温度-力耦合分析等，我期待这本书能提供成熟的建模思路和详细的操作流程，甚至是一些作者在实践中总结出的“避坑指南”。如果能有更多的案例分析，并对案例的背景、建模假设、分析结果的解读等进行深入剖析，那将极大地提高本书的学习价值，让我能够学以致用，真正掌握Abaqus在解决道路工程实际问题上的能力。

评分☆☆☆☆☆

挺具体的，可是书里面说光盘文件，然而并没有光盘啊

评分☆☆☆☆☆

实在是不能明白这书是干嘛的，但是老公想要，就买了

评分☆☆☆☆☆

对土模型介绍比较详细，可以参考

评分☆☆☆☆☆

一直在用ANSYS，今天突然看到这个跟道路结合很紧密，就果断出手，正好也是双十一优惠，希望能有好结果吧。

评分☆☆☆☆☆

应该还可以的 还没细看

评分☆☆☆☆☆

书中说到光盘文件，可为什么没有附带光盘？？

评分☆☆☆☆☆

一直对abaqus有兴趣，道路工程平时工作也会涉及

评分☆☆☆☆☆

专业好书，导师著作！

评分☆☆☆☆☆

书很好 绝对正版