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沥青路面有限元仿真原理与方法

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北京东城

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作者马涛,顾临皓,童巨声

出版社科学出版社

ISBN9787030743282

出版时间2022-12

装帧平装

开本16开

定价119元

货号1202823968

上书时间2024-08-29

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商品描述: 目录
前言

第1章绪论1

1.1道路工程中的典型问题1

1.2用有限元解决道路工程典型问题的基本方法2

1.3本书内容安排3

参考文献3

第2章有限元方法简介5

2.1有限单元法的近似5

2.2一维有限元方法9

2.3三维有限元方法11

2.4有限元软件ABAQUS简介15

参考文献16

第3章沥青混合料本构模型的有限元实现18

3.1用户子程序接口和应用程序18

3.1.1用户材料子程序（UMAT）18

3.1.2应用程序21

3.1.3ABAQUS主程序与UMAT子程序协同工作过程21

3.2黏弹-黏塑性本构模型的UMAT编写22

3.2.1黏弹-黏塑性本构模型理论22

3.2.2黏弹-黏塑性模型数值实现方式26

3.2.3黏弹-黏塑性本构模型UMAT编写方法29

3.3黏弹-损伤本构模型的UMAT编写38

3.3.1黏弹-损伤本构模型理论38

3.3.2黏弹-损伤本构模型UMAT编写方法44

参考文献51

第4章沥青混合料损伤演化仿真53

4.1基于细观结构的沥青混合料力学本构模型研究53

4.1.1分数阶Zener模型有限元数值算法及验证53

4.1.2黏弹性连续损伤力学模型（VECD）65

4.1.3黏聚带断裂力学模型（CZM）67

4.2沥青混合料本构模型参数获取72

4.2.1基于分数阶本构模型的沥青砂浆黏弹性参数获取72

4.2.2VECD试验结果分析及参数获取78

4.2.3CZM试验结果分析及参数获取81

4.3基于细观结构的沥青混合料疲劳损伤研究85

4.3.1沥青混合料细观疲劳损伤有限元模型验证85

4.3.2沥青混合料细观特征筛选及虚拟试件生成87

4.3.3细观特征对沥青混合料疲劳损伤发展的影响92

参考文献99

第5章沥青路面结构疲劳仿真101

5.1沥青路面的温度场分析101

5.1.1沥青路面温度场基本理论101

5.1.2路面温度场边界条件102

5.1.3路面材料热学参数104

5.1.4沥青路面温度场分析106

5.2沥青路面结构疲劳分析109

5.2.1沥青路面黏弹性与损伤基本响应109

5.2.2疲劳发展影响因素112

5.2.3疲劳发展规律119

参考文献121

第6章沥青混合料低温断裂仿真123

6.1沥青砂浆CZM参数获取123

6.1.1I型断裂123

6.1.2II型断裂125

6.2沥青混合料细观有限元模型构建方法125

6.2.1CT数字图像处理及细观结构重构125

6.2.2随机投放算法及随机试件生成128

6.3沥青混合料细观断裂有限元模型132

6.3.1有限元模型构建132

6.3.2有限元模型验证136

6.4基于细观结构的沥青混合料低温断裂研究140

6.4.1集料特征对沥青混合料低温开裂的影响140

6.4.2空隙特征对沥青混合料低温开裂的影响143

参考文献145

第7章沥青路面结构开裂仿真146

7.1疲劳本构模型的构建146

7.1.1疲劳极限的确定146

7.1.2剩余强度的概念154

7.1.3疲劳损伤临界值的确定156

7.1.4剩余强度的衰变模型研究158

7.2疲劳损伤-断裂全过程有限元建模方法163

7.2.1疲劳损伤与断裂相结合的概念163

7.2.2疲劳损伤-断裂全过程模拟方法的提出与应用164

7.2.3用户损伤起始准则子程序UDMGINI简介166

7.2.4疲劳损伤-断裂全过程模拟的有限元实现168

7.3沥青路面疲劳损伤-断裂全过程模拟分析170

7.3.1路面结构疲劳损伤-断裂全过程研究170

7.3.2力学响应分析174

7.3.3疲劳损伤累积规律分析176

7.3.4基层反射裂缝疲劳扩展过程研究178

参考文献183

第8章沥青路面结构车辙仿真185

8.1路面-荷载相互作用分析185

8.1.1标准子午线轮胎有限元建模185

8.1.2轮胎-路面相互作用分析187

8.1.3荷载简化模型与数值实现188

8.2沥青路面较为变形分析192

……

内容摘要
沥青路面在服役期内车辆荷载和环境因素的重复作用下会发生不可恢复的塑性变形与疲劳损伤积累，最终表现为车辙、疲劳、开裂等典型病害形式。《沥青路面有限元仿真原理与方法》通过有限元仿真，探究沥青路面结构与材料力学行为特性，揭示沥青路面病害发展规律，为沥青路面设计提供指导。《沥青路面有限元仿真原理与方法》在以往黏弹性力学的基础上，涵盖了黏弹-黏塑-损伤完整的力学理论知识，更加精准表征材料力学特性；在沥青路面宏观仿真基础上，拓展沥青混合料细观尺度仿真，深入揭示路面病害原理；在编写体例方面，采用包含力学理论、试验手段、仿真技术和分析方法的案例形式，搭建完善知识结构。

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