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桥梁结构有限元分析理论及方法 英文PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：刘扬，王达编着
• 出 版 社：人民交通出版社股份有限公司
• 出版年份：2014
• ISBN：7114116018
• 页数：171 页

图书介绍： 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：中国汽车维修数据实用手册下一篇：现代有轨电车工程 《桥梁结构有限元分析理论及方法 英文》目录 标签：有限元 论及 编着 桥梁 结构

Chapter 1 Introduction1

1.1 Overview1

1.2 History of FEM2

1.3 Engineering Application of FE Method5

1.3.1 Linear Elastic FE5

1.3.2 Non-linear Elastic FE5

1.3.3 Analysis Procedure of FE Method6

1.3.4 Engineering Applications of FEM8

Chapter 2 FE Analysis for Structural System Composed of Bar9

2.1 Local FE Analysis11

2.1.1 Tension/Strut Bar Elements12

2.1.2 Torsional Bar Elements14

2.1.3 General Plane Bar Member Element15

2.1.4 Space Bar Member Element17

2.1.5 Natures of Space Stiffness Matrix20

2.2 Integral Analysis for Structural System Composed of Bar21

2.2.1 Matrix for Plane Coordinates Transformation21

2.2.2 Matrix for Space Coordinates Transformation24

2.2.3 Integral Analysis of Structural System Composed of Bar26

2.3 Load Equivalence34

2.3.1 Processing Non-joint Load34

2.3.2 Processing Boundary Conditions36

Chapter 3 FE Analysis for Beam Structures39

3.1 Local Element Analysis39

3.1.1 Analysis of Plane Beam Element39

3.1.2 Analysis of Space Beam Element42

3.2 Structure Analysis47

3.3 Load Equivalence52

Chapter 4 FE Analysis of Plate Shell Structure54

4.1 Elastic Sheet Theory54

4.1.1 Basic Assumption55

4.1.2 Geometric Equation56

4.1.3 Physical Equation56

4.2 Triangular Element Displacement Method59

4.2.1 Displacement Mode59

4.2.2 Element Analysis64

4.3 Rectangular Element Displacement Method68

4.3.1 Joint Displacement and Joint Force68

4.3.2 Displacement Mode69

4.3.3 Stress Analysis72

4.3.4 Element Stiffness Matrix74

4.3.5 Calculation of Equivalent Joint Loads75

4.4 Hybrid Method for Triangular Elements75

4.4.1 Basic Unknown Quantities76

4.4.2 Displacement Mode78

4.4.3 Internal Force Mode78

4.4.4 Deduction of Sub-matrix KVw79

4.4.5 Deduction of Sub-matrix KVM79

4.4.6 Deduction of Sub-matrix KθM80

4.4.7 Equivalent Joint Load81

4.5 Rectangular Element Hybrid Method82

4.5.1 Basic Unknown Quantity82

4.5.2 Displacement Mode and Internal Force Mode83

4.5.3 Element Matrix86

4.5.4 Equivalent Joint Loads90

4.6 Edge-curved Flat-plate Bending Element with Consideration of Transverse Shear Influence91

Chapter 5 3D Structure FE Analysis97

5.1 Space Axially Symmetrical Problems97

5.2 Tetrahedron Element100

5.2.1 Volume Coordinates101

5.2.2 Second-order Tetrahedron Element103

5.2.3 Third-order Tetrahedron Element104

5.2.4 48-Degree-of-Freedom Tetrahedron Element104

5.3 Hexahedron Element105

5.3.1 8-Joint Hexahedron Element105

5.3.2 20-Joint Hexahedron Element108

5.3.3 32-Joint Hexahedron Element109

Chapter 6 Structural Stability Analysis111

6.1 Overview111

6.1.1 Classification of Stability Problems112

6.1.2 Criteria for Stability of Equilibrium114

6.2 Stability Analysis to Structural System Composed of Bar115

6.2.1 Bending Stability of Centric Strut Bar Member116

6.2.2 Bending Stability of Compression Bending Bar Members124

6.2.3 Integral Stability Analysis of Structural System Composed of Bar127

6.3 Stability Analysis to Plate Structure130

6.3.1 Elastic Warpage of Plate130

6.3.2 Elasto-plastic Warpage of Plate133

6.3.3 FEM of Plate Warpage Analysis136

Chapter 7 Structural Dynamic Analysis138

7.1 Natural Vibration Characteristic Analysis138

7.2 Seismic Reaction Analysis139

7.2.1 Reaction Spectrum Analysis140

7.2.2 Time History Analysis141

Chapter 8 Introduction to FE Computation Software143

8.1 Dr.Bridge FE Computation Program143

8.1.1 Introduction143

8.1.2 Engineering Examples144

8.2 GQJS FE Computation Program147

8.2.1 Introduction147

8.2.2 Engineering Examples148

8.3 MIDAS FE Computation Program155

8.3.1 Introduction155

8.3.2 Engineering Examples156

8.4 Ansys FE Computation Program160

8.4.1 Introduction160

8.4.2 Engineering Examples161

8.5 Introduction to SAP2000 FE Computation Program167

8.6 Introduction to TDV FE Computation Program168

References170

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摘要：本文详细探讨了桥梁结构有限元分析理论及方法，以英文.pdf电子书版文档下载为中心，从理论背景、分析方法、应用实例和未来展望四个方面进行了深入阐述，旨在为桥梁结构分析提供理论支持和实践指导。

1、理论背景

桥梁结构有限元分析是现代桥梁设计、施工和运维的重要手段。随着计算机技术的飞速发展，有限元分析方法在桥梁结构领域得到了广泛应用。本文首先介绍了有限元分析的基本原理，包括单元类型、节点位移、单元刚度矩阵等概念，为后续分析奠定了理论基础。

此外，本文还简要回顾了桥梁结构有限元分析的发展历程，从早期的手工计算到现代的计算机辅助设计，阐述了有限元分析在桥梁结构领域的演变过程。

最后，本文对桥梁结构有限元分析的理论基础进行了总结，包括力学原理、数学模型和计算方法等，为后续分析提供了全面的理论支持。

2、分析方法

桥梁结构有限元分析方法主要包括前处理、求解和后处理三个阶段。本文详细介绍了这三个阶段的具体步骤和注意事项。

在前处理阶段，需要建立桥梁结构的几何模型和材料模型，并进行网格划分。本文重点阐述了网格划分的方法和技巧，以及如何选择合适的单元类型和材料参数。

在求解阶段，需要根据有限元方程组求解桥梁结构的内力和变形。本文介绍了常用的求解方法，如直接法、迭代法和并行计算等，并分析了各种方法的优缺点。

在后处理阶段，需要对求解结果进行分析和可视化。本文介绍了常用的后处理方法，如应力云图、变形图和动画演示等，并强调了后处理在桥梁结构分析中的重要性。

3、应用实例

本文以某实际桥梁工程为例，展示了桥梁结构有限元分析的应用过程。首先，介绍了桥梁工程的基本情况和设计要求，为有限元分析提供了背景信息。

接着，建立了桥梁结构的几何模型和材料模型，进行了网格划分和参数设置。然后，利用有限元分析软件对桥梁结构进行了求解，得到了内力和变形结果。

最后，对求解结果进行了分析和可视化，验证了有限元分析的正确性和可靠性。本文通过实际案例，展示了有限元分析在桥梁结构设计、施工和运维中的应用价值。

4、未来展望

随着科技的不断进步，桥梁结构有限元分析理论及方法将得到进一步发展。本文从以下几个方面展望了桥梁结构有限元分析的未来趋势：

首先，有限元分析软件将更加智能化和自动化，提高分析效率和准确性。

其次，新型计算方法和技术将不断涌现，如云计算、大数据和人工智能等，为桥梁结构分析提供更强大的支持。

最后，有限元分析将在桥梁结构设计、施工和运维的各个环节得到更广泛的应用，为我国桥梁事业的发展贡献力量。

总结：

本文从理论背景、分析方法、应用实例和未来展望四个方面对桥梁结构有限元分析理论及方法进行了详细阐述。通过本文的研究，有助于提高桥梁结构分析的理论水平和实践能力，为我国桥梁事业的发展提供有力支持。

本文由nayona.cn整理

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