Abaqus有限元軟件在道路工程中的應用（第二版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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廖公雲，黃曉明 著

圖書標籤:

• Abaqus
• 有限元
• 道路工程
• 結構分析
• 數值計算
• 土工工程
• 橋梁工程
• 隧道工程
• 岩土工程
• 工程應用

齣版社： 東南大學齣版社

ISBN：9787564154172

版次：2

商品編碼：11687056

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2014-12-01

用紙：膠版紙

頁數：322

正文語種：中文

內容簡介

　　《Abaqus有限元軟件在道路工程中的應用（第二版）》在保持第一版特色內容的基礎上，對所有應用篇的實例進行整體更新，並新增CZM模型抗裂分析、CRCP路麵脫空受力分析、輪胎/路麵動力學分析等內容。

目錄

第一部分 基礎篇
第1章 緒論
1.1 有限元的發展與Abaqus軟件
1.2 道路工程中的典型問題
1.3 本書內容安排
第2章 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
2.1.2 單元應變和初應變
2.1.3 單元應力
2.1.4 等效結點力與單元剛度矩陣
2.1.5 結點荷載
2.1.6 結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點荷載
2.2.1 矩形單元
2.2.2 四麵體單元
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 最小餘能原理
2.4 有限元解的收斂性
2.5 形函數及其應用
2.5.1 形函數的定義
2.5.2 典型的一維、二維和三維形函數
2.5.3 坐標變換
2.6 本章小結
第3章 Abaqus軟件基礎
3.1 Abaqus産品的組成（Products）
3.2 Abaqus/CAE的組成（Components）
3.3 Abaqus/CAE中的分析模塊（Modules）
3.4 Abaqus/CAE的常用工具（Tools）
3.4.1 Abaqus/CAE中的常用工具
3.4.2 實例：路麵結構的受力分析
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的幫助文檔（Documentations）
3.9 本章小結
第4章 常用材料的本構模型及
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
4.2.1 綫彈性模型
4.2.2 Mohr�睠oulomb塑性模型
4.2.3 綫性Drucker�睵rager模型
4.3 道路工程常見材料模型及
4.3.1 道路工程中常見材料模型
4.3.2 用戶子程序User Subroutines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�睠hang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 小結
第5章 單元及網格劃分技術
5.1 有限單元
5.1.1 單元的錶徵
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 單元的數學描述和積分
5.3.2 實體單元的選擇
5.4 網格劃分技術
5.4.1 結構網格劃分
5.4.2 自由網格劃分
5.4.3 掃掠網格劃分
5.4.4 網格劃分算法
5.4.5 不能進行網格劃分的幾種情形
5.5 本章小結
第6章 inp文件用法
6.1 inp文件格式
6.1.1 關鍵詞行（Keyword line）
6.1.2 數據行（Data line）
6.1.3 注釋行（Comment line）
6.2 編寫完整inp文件實例：橋式吊架
6.2.1 編寫inp文件
6.2.2 檢查運行inp文件
6.3 編寫部分 inp文件實例：軟土地基上路麵結構的沉降問題
6.3.1 Abaqus/CAE生成部分 模型數據
6.3.2 編寫部分 inp文件
6.3.3 運行和後處理
6.4 本章小結

第二部分 應用篇
第7章 瀝青路麵結構中的裂縫和動態響應問題
7.1 相關理論和計算方法
7.1.1 斷裂力學理論和計算方法
7.1.2 動態分析理論和計算方法
7.1.3 移動均布荷載在有限元模型中的實現
7.2 實例：路麵結構裂縫和動態響應問題
7.2.1 靜態分析一：直接寫inp文件
7.2.2 靜態分析二：Abaqus/CAE建模
7.2.3 動態分析一：平麵Abaqus/CAE建模
7.2.4 動態分析二：三維Abaqus/CAE建模
7.3 本章小結
第8章 瀝青路麵結構車轍問題及攤鋪溫度場分析
8.1 相關理論和計算方法
8.2 實例：瀝青路麵結構車轍計算
8.2.1 溫度場的分析
8.2.2 路麵車轍的計算
8.3 實例：瀝青路麵上麵層攤鋪溫度場分析
8.4 本章小結
第9章 軟土地基上路麵結構和橋颱地基的沉降問題
9.1 相關理論和計算方法
9.1.1 沉降計算理論和比奧固結方程
9.1.2 三維固結嚮平麵應變固結的等效轉換
9.1.3 附加應力計算中位移載荷的施加
9.2 實例：軟土地基上路麵結構的沉降分析
9.2.1 水平嚮增強體（土工格柵）的應用
9.2.2 竪嚮增強體（樁）的應用
9.2.3 軟土地基路麵結構的附加應力分析
9.3 實例：軟土地基上橋颱結構的沉降分析
9.4 本章小結
第10章 路堤邊坡穩定性問題
10.1 相關理論和計算方法
10.2 實例：邊坡穩定性分析
10.3 本章小結
第11章 水泥混凝土路麵上的接縫傳荷問題
11.1 實例：水泥混凝土路麵的接縫傳荷模擬
11.1.1 無傳力杆的混凝土路麵受力
11.1.2 有傳力杆的混凝土路麵受力
11.2 本章小結
第12章 水泥混凝土路麵上的輪胎振動噪聲問題
12.1 相關理論和計算方法
12.2 輪胎振動噪聲計算實例
12.3 本章小結
參考文獻

前言/序言

Abaqus有限元軟件在道路工程中的應用（第二版） 前言 隨著科技的飛速發展，工程計算的精度和效率日益成為衡量工程項目成功與否的關鍵因素。在道路工程領域，復雜的地質條件、多變的交通荷載以及嚴苛的環境因素，使得傳統的經驗設計方法和簡化計算模型在麵對日益精細化的工程需求時顯得力不從心。有限元方法（FEM）作為一種強大的數值分析工具，以其能夠精確模擬復雜幾何形狀、材料非綫性行為以及各種邊界條件的能力，已成為現代工程分析不可或缺的重要手段。Abaqus，作為一款國際領先的通用有限元分析軟件，憑藉其強大的求解器、豐富的單元庫、靈活的材料模型以及直觀的用戶界麵，在土木工程，特彆是道路工程領域展現齣瞭巨大的應用潛力。 本書《Abaqus有限元軟件在道路工程中的應用（第二版）》旨在係統性地介紹Abaqus軟件在解決道路工程各類關鍵問題中的應用方法與實踐。相較於第一版，本版在內容上進行瞭全麵的更新與深化，不僅涵蓋瞭Abaqus軟件本身在更新迭代後的新功能和優化，更緊密結閤瞭當前道路工程領域的研究熱點和工程實踐的最新需求，力求為廣大道路工程領域的工程師、研究人員和學生提供一本既具理論深度又富實踐指導意義的參考手冊。 本書的編寫遵循“理論與實踐相結閤”的原則，從基礎的Abaqus軟件操作入手，逐步深入到道路工程中各種典型問題的有限元建模、求解與後處理。我們力求通過詳實的案例分析，清晰地展現Abaqus在解決實際工程問題時的強大能力，幫助讀者掌握利用有限元技術進行道路工程分析的有效途徑。 本書特色與內容概述 第一部分：Abaqus軟件基礎與道路工程應用入門 本部分旨在為初學者建立堅實的Abaqus操作基礎，並初步瞭解其在道路工程領域的應用潛力。 Abaqus軟件概覽： 詳細介紹Abaqus軟件的整體架構，包括其前處理器（Abaqus/CAE）、求解器（Abaqus/Standard、Abaqus/Explicit）以及後處理器（Abaqus/Viewer）。重點闡述Abaqus在材料建模、網格劃分、載荷施加、邊界條件設置以及結果可視化等方麵的核心優勢，特彆強調其在處理復雜幾何和非綫性問題上的強大功能，為後續深入學習奠定基礎。 基礎有限元概念迴顧： 簡要迴顧有限元分析的基本理論，包括單元、節點、形函數、剛度矩陣、荷載嚮量以及求解方程組等，使讀者能夠更好地理解Abaqus軟件背後支撐的計算原理，從而更深入地理解模型的構建邏輯。 Abaqus/CAE操作入門： 通過實例演示，指導讀者掌握Abaqus/CAE界麵的基本操作，包括部件創建、實例創建、材料屬性定義、截麵屬性定義、網格生成、作業創建與提交、結果查看等流程。特彆關注道路工程中常用到的幾何實體建模技術，如基於草圖、掃掠、放樣等。 道路工程中常見單元類型選擇： 針對道路工程中不同構件和分析需求，介紹Abaqus中常用的單元類型，如實體單元（C3D8, C3D4等）、殼單元（S4, S3等）、梁單元（B31等）以及它們的適用範圍和注意事項。重點解析在模擬土體、路麵結構、橋梁構件等時應如何選擇閤適的單元，以平衡精度與計算效率。 第二部分：道路路基與邊坡的Abaqus分析 路基的穩定性和邊坡的安全性是道路工程的重中之重。本部分將聚焦於利用Abaqus解決這類問題。 路基沉降與變形分析： 講解如何建立包含土體、填料、壓實層等多種材料的路基模型。重點介紹如何考慮土體的固結沉降、蠕變以及不同層次路基材料的相互作用。分析荷載（車輛、自重）作用下的路基應力、應變及沉降分布，為路基設計提供依據。 邊坡穩定性分析： 詳細闡述Abaqus在邊坡穩定性評估中的應用。介紹如何通過定義土體的彈塑性本構模型（如Mohr-Coulomb、Drucker-Prager等）來模擬土體的強度特性。演示如何施加邊坡荷載、地下水影響以及抗滑樁、擋土牆等支護結構的作用。重點講解極限平衡法與有限元法的結閤應用，以及如何通過強度摺減法來評估邊坡的安全係數。 軟土地基處理與加固分析： 針對軟土地基的特點，介紹Abaqus在模擬樁基、砂井、真空預壓等處理方法中的應用。分析不同處理措施對軟土地基的固結性能、承載力以及沉降控製效果。演示如何模擬樁與土體的相互作用，以及加固材料（如土工格柵、土工布）對整體穩定性的提升作用。 凍脹融沉與季節性凍土區路基分析： 探討Abaqus在處理季節性凍土區路基問題中的應用。介紹如何建立考慮溫度場與力學場耦閤的分析模型，模擬凍脹和融沉過程對路基結構的影響。分析溫度變化對土體材料性質的改變，以及由此引發的應力、變形和破壞。 第三部分：道路路麵結構的Abaqus分析 路麵結構的設計直接關係到道路的耐久性和行車舒適性。本部分將深入探討路麵結構的有限元分析。 瀝青路麵結構分析： 重點介紹瀝青混閤料的粘彈性/粘塑性材料模型在Abaqus中的應用。講解如何考慮瀝青路麵的溫度敏感性、應力-應變速率依賴性以及疲勞損傷纍積。分析不同交通荷載（靜載、動載）作用下的應力、應變分布，預測路麵早期破壞（如車轍、裂縫）的可能性。 水泥混凝土路麵結構分析： 闡述水泥混凝土路麵的結構分析方法。介紹混凝土的綫彈性、彈塑性模型以及裂縫擴展的模擬。分析溫度應力、收縮應力以及交通荷載對水泥混凝土路麵的影響。重點講解如何模擬路麵闆的彎麯、接縫處的應力集中以及闆底脫空等現象。 路麵結構層之間的相互作用分析： 強調路麵各結構層（麵層、結閤層、基層、墊層）之間相互作用的重要性。演示如何正確定義層間接觸條件（如摩擦、粘結），以準確模擬應力傳遞和變形協調。分析不同結閤方式（如瀝青結閤、水泥結閤、無結閤）對路麵整體性能的影響。 路麵耐久性與疲勞分析： 深入介紹Abaqus在預測路麵耐久性方麵的應用。講解如何基於有限元分析結果，結閤損傷力學模型（如Miner法則、Paris定律），對路麵進行疲勞壽命評估。分析不同設計參數、荷載條件和環境因素對路麵壽命的影響。 路麵結構在特殊環境下的分析： 探討Abaqus在應對高溫、低溫、潮濕等特殊環境對路麵結構影響的應用。例如，模擬高溫下瀝青路麵的車轍，低溫下水泥混凝土路麵的凍脹破壞，以及潮濕環境下基層和路基的強度劣化。 第四部分：道路橋梁與特殊構件的Abaqus分析 道路工程中常常包含橋梁等復雜結構，本部分將聚焦於此。 橋梁結構的基本分析： 介紹Abaqus在橋梁結構（如梁橋、拱橋、斜拉橋）整體模型建立、靜力分析和動力分析中的應用。講解如何選擇閤適的單元類型模擬橋梁的各種構件（如橋麵闆、主梁、橋墩、橋颱），並進行承載能力、變形以及動力響應的評估。 橋梁基礎與樁基分析： 深入分析橋梁基礎的受力行為。介紹如何利用Abaqus模擬橋梁荷載嚮樁基的傳遞，分析樁身應力、樁側摩阻力以及樁端承載力。重點講解樁土相互作用的模擬，以及考慮樁身非綫性和土體塑性的復雜情況。 橋梁連接與支座分析： 關注橋梁連接部位（如支座、伸縮縫）的細節分析。介紹Abaqus在模擬支座的非綫性行為（如阻尼、位移限製）以及伸縮縫處的應力集中方麵的應用。 混凝土結構裂縫與耐久性分析： 針對道路橋梁中常見的混凝土結構，介紹Abaqus在模擬混凝土開裂、鋼筋銹蝕引起的結構損傷以及由此帶來的耐久性下降等問題。 鋼結構橋梁的Abaqus分析： 簡要介紹Abaqus在鋼結構橋梁（如鋼桁架、鋼拱橋）中的分析應用，包括屈麯分析、疲勞分析等。 第五部分：Abaqus在道路工程中的高級應用與案例研究 本部分將進一步提升讀者對Abaqus的運用能力，並通過實際案例加深理解。 Abaqus Python腳本編程與二次開發： 介紹Abaqus的Python API，指導讀者如何通過腳本語言實現模型自動生成、批量計算、結果提取等高級功能，顯著提高分析效率。 Abaqus與其他軟件的接口應用： 探討Abaqus與其他工程軟件（如CAD軟件、GIS軟件、交通流模擬軟件）的協同工作模式，實現數據的無縫導入導齣，以及多專業協同設計。 Abaqus在特殊道路工程中的應用： 涵蓋隧道工程、軌道交通工程、機場道麵工程等特殊道路工程領域的Abaqus應用案例，展示Abaqus解決更廣泛工程問題的能力。 典型道路工程案例分析： 精選具有代錶性的道路工程項目（如高速公路、城市快速路、高寒地區道路、軟土地區道路），通過詳細的Abaqus建模、分析過程和結果解讀，展示Abaqus在實際工程問題解決中的完整流程和實際效果。這些案例將涵蓋路基、路麵、橋梁等多個方麵，具有很強的實踐指導意義。 結語 本書的編寫凝聚瞭作者在Abaqus軟件應用與道路工程實踐方麵的豐富經驗。我們希望通過本書，能夠幫助讀者深刻理解有限元分析的精髓，熟練掌握Abaqus在道路工程中的應用技巧，從而提升解決復雜工程問題的能力。有限元分析作為一種強大的技術工具，其價值在於幫助我們更深入地理解工程行為，優化設計方案，提高工程質量，降低工程風險。我們相信，本書將為您的道路工程研究與實踐提供有力的支持。 無論您是經驗豐富的道路工程師，還是初涉有限元領域的學生，都能從本書中獲得寶貴的知識和啓發。讓我們一同探索Abaqus在道路工程領域的無限可能，用先進的數值模擬技術，為建設更安全、更耐久、更經濟的道路交通基礎設施貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

對於《Abaqus有限元軟件在道路工程中的應用（第二版）》，我抱持著一種“實踐齣真知”的心態去接觸它。書名中的“應用”二字，直接點齣瞭它的核心價值——不僅僅是理論的堆砌，更是對軟件在真實工程場景下的落地。我特彆關注其中關於非綫性分析的章節，因為在道路工程中，材料的非綫性行為（如土體的塑性、瀝青混閤料的粘彈塑性）往往是影響分析結果準確性的關鍵因素。我希望這本書能夠詳細闡述如何選擇閤適的非綫性本構模型，如何進行參數辨識，以及在Abaqus中如何有效地設置和求解非綫性問題。此外，對於一些常見的道路工程難題，例如復雜地質條件下的路基穩定性分析、高填方路堤的變形控製、以及凍土地區道路的溫度-力耦閤分析等，我期待這本書能提供成熟的建模思路和詳細的操作流程，甚至是一些作者在實踐中總結齣的“避坑指南”。如果能有更多的案例分析，並對案例的背景、建模假設、分析結果的解讀等進行深入剖析，那將極大地提高本書的學習價值，讓我能夠學以緻用，真正掌握Abaqus在解決道路工程實際問題上的能力。

評分☆☆☆☆☆

對於《Abaqus有限元軟件在道路工程中的應用（第二版）》，我最看重的是它能夠提供一套完整的、可復現的分析流程。從前期的模型建立、材料屬性定義、邊界條件施加，到中間的求解設置、過程監測，再到後期的結果提取、圖錶繪製和工程意義解讀，每一個環節都至關重要。我希望本書能夠在這幾個方麵都做到細緻入微，讓讀者在學習過程中能夠有清晰的思路和明確的操作方嚮。尤其是在結果解讀方麵，我希望不僅僅是給齣數值，而是能夠結閤工程實際，解釋這些數值代錶的物理意義，例如應力集中、變形大小、穩定性係數等，並給齣相應的工程建議。如果書中能提供一些“經驗公式”與Abaqus模擬結果進行對比分析的章節，那將非常有助於我理解和驗證Abaqus分析的準確性。畢竟，學習Abaqus的目的最終是為瞭更好地服務於實際的道路工程設計和施工，提供更科學、更經濟的解決方案。

評分☆☆☆☆☆

這本《Abaqus有限元軟件在道路工程中的應用（第二版）》，從我的角度來看，它的吸引力在於其“第二版”的更新迭代。通常來說，第二版會吸收第一版的經驗教訓，對內容進行優化和補充，尤其是在軟件更新和工程實踐發展方麵。我非常好奇它在Abaqus軟件的最新版本下的應用介紹，例如在用戶界麵、單元類型、後處理功能等方麵是否有所改進和更新。同時，道路工程是一個不斷發展的領域，新的材料、新的施工技術、新的設計理念層齣不窮。我希望這本書能夠反映這些最新的發展趨勢，例如在綠色建材的應用、智能化施工的模擬等方麵，Abaqus能扮演什麼樣的角色。如果書中能夠提及一些前沿的研究方嚮或者挑戰性的工程案例，並且給齣相應的Abaqus解決方案，那將是對我非常有價值的啓發。作為一名對Abaqus在道路工程領域應用感興趣的讀者，我更看重的是書本能否引領我站在行業的最新前沿，而不是僅僅停留在過去的經驗總結。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本《Abaqus有限元軟件在道路工程中的應用（第二版）》，還沒來得及深入研讀，隻是粗略翻瞭一下目錄和前言。第一印象是，它似乎是一本理論結閤實際的典範。從目錄上看，涵蓋瞭從Abaqus的基礎操作，到諸如路基、路麵、橋梁等一係列道路工程中的典型應用場景，這讓我對它寄予瞭厚望。作為一名初學者，最怕的就是理論知識過於晦澀，脫離實際，或者反過來，隻是羅列一些案例，缺乏必要的理論支撐。《Abaqus有限元軟件在道路工程中的應用（第二版）》給我一種感覺，它在這兩者之間找到瞭一個不錯的平衡點。比如，在介紹路基沉降分析的部分，我看到有關於土力學本構模型選擇和參數設定的討論，這說明它不僅僅是教你如何操作軟件，更重要的是讓你理解其背後所依賴的工程力學原理。這一點對於我這種想要深入理解Abaqus在道路工程中應用的讀者來說至關重要。我希望它能夠提供清晰的步驟和實例，帶領我一步步掌握有限元分析的精髓，而不是僅僅停留在“點點鼠標”的層麵。期待它能幫助我解決在實際工作中遇到的復雜工程問題，提升我的分析能力和解決問題的效率。

評分☆☆☆☆☆

翻閱《Abaqus有限元軟件在道路工程中的應用（第二版）》，我對它在“數值模擬”這一核心環節上的深度和廣度充滿瞭期待。有限元分析的最終目的是為瞭得到可靠的模擬結果，而這些結果的可靠性很大程度上取決於建模的精細程度和分析參數的準確性。因此，我希望這本書能夠不僅僅停留在“如何輸入數據”層麵，而是能夠深入講解“為什麼這樣輸入”以及“輸入什麼樣的數據”。例如，在對路麵結構進行分析時，瀝青層和基層材料的本構模型選擇、層間接觸的設置、加載方式的設計等等，都至關重要。我希望作者能夠詳細地闡述這些關鍵決策背後的力學原理和工程經驗，並提供相應的Abaqus操作細節。此外，對於一些復雜的地質條件，例如軟土、邊坡等，其本構模型的選擇往往是難點。如果本書能夠提供針對性的建模指南，並對不同本構模型在模擬這些復雜情況時的優劣進行比較分析，那將極大地提升我對該書的認可度。

評分☆☆☆☆☆

一直在用ANSYS，今天突然看到這個跟道路結閤很緊密，就果斷齣手，正好也是雙十一優惠，希望能有好結果吧。

評分☆☆☆☆☆

實在是不能明白這書是乾嘛的，但是老公想要，就買瞭

評分☆☆☆☆☆

書中說到光盤文件，可為什麼沒有附帶光盤？？

評分☆☆☆☆☆

雖然是公路的例子，但感覺具有普遍性，值得一看。

評分☆☆☆☆☆

書中說到光盤文件，可為什麼沒有附帶光盤？？

評分☆☆☆☆☆

書還行，買來看看

評分☆☆☆☆☆

我不識字，彆逼我寫評價！

評分☆☆☆☆☆

買過最物超所值的産品

評分☆☆☆☆☆

書很好 絕對正版