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目录 1

第1章 大型通用有限元软件ANSYS简介 1

1.1　ANSYS 8.0软件概述 1

1.2　ANSYS 8.0的安装和启动 3

1.2.1　安装对系统的要求 3

1.2.2　设置环境变量 3

1.2.3　安装过程 4

1.2.4　运行参数设置 5

1.2.5　启动和退出 9

1.3　有限元分析基本过程 10

1.3.1　有限元分析基本过程概述 10

1.3.2　有限元分析实例 10

1.4　小结 18

第2章 ANSYS在坝体工程中的应用 19

2.1　坝体工程力学问题的简化 20

2.1.1　坝体工程概述 20

2.1.2　进行有限元分析的力学简化 20

2.2.1　前处理 21

2.2　使用ANSYS进行坝体工程设计实例 21

2.2.2　加载与求解 25

2.2.3　查看分析结果 27

2.2.4　计算结果分析 35

2.3 小结 37

第3章 ANSYS在隧道及地下工程中的应用 39

3.1　隧道及地下工程结构设计模型 39

3.2 明挖法修建的地铁隧道结构的受力分析 42

3.2.1　荷载—结构法原理 42

3.2.2　问题的描述 44

3.2.3　建模过程 45

3.2.4 载与求解 51

3.2.5　后处理 53

3.2.6 计算结果分析 60

3.2.7　小结 61

3.3　高速公路隧道开挖全过程仿真分析 61

3.3.1　隧道概述 62

3.3.2　施工方法介绍 65

3.3.3　建模 67

3.3.4　加载与初始地应力场模拟 76

3.3.5　左洞上台阶开挖模拟分析 84

3.3.6　左洞下台阶开挖模拟分析 93

3.3.7　左隧道二次衬砌模拟分析 101

3.3.8　右洞上台阶开挖模拟分析 105

3.3.9　右隧道下台阶开挖模拟分析 112

3.3.10　右隧道二次衬砌模拟分析 119

3.3.11　计算结果分析 124

3.3.12　小结 124

3.4　单线铁路隧道开挖全过程三维仿真分析 125

3.4.1　隧道概述 125

3.4.3　建模 128

3.4.2　施工方法介绍 128

3.4.4　加载与初始地应力场模拟 137

3.4.5　第一次进尺开挖模拟分析 145

3.4.6　第二次进尺开挖模拟分析 152

3.4.7　第三次进尺开挖模拟分析 159

3.4.8　第四次进尺开挖模拟分析 166

3.4.9　第五次进尺开挖模拟分析 173

3.4.10　第六次进尺开挖模拟分析 180

3.4.11　计算结果分析 185

3.4.12　小结 186

第4章 ANSYS在桥梁工程中的应用 187

4.1　桥梁结构设计方法 187

4.1.1　桥梁的组成、分类及其发展 188

4.1.2　桥梁结构设计方法 189

4.1.3　计算机辅助桥梁结构设计 190

4.2　公路预应力混凝土连续梁桥的受力分析 190

4.2.1 公路预应力混凝土连续梁桥结构设计 191

4.2.2　连续梁桥结构分析建模 192

4.2.3 LS1工况下连续梁桥结构分析 196

4.2.4 LS2工况下连续梁桥结构分析 200

4.2.5 LS3工况下连续梁桥结构分析 202

4.2.6 LS4工况下连续梁桥结构分析 204

4.2.7 LS5工况下连续梁桥结构分析 206

4.2.8 LS6工况下连续梁桥结构分析 208

4.2.9 计算结果分析 210

4.2.10 小结 211

4.3　铁路钢桁架桥的受力分析 211

4.3.1　单线铁路简支栓焊桁架桥结构设计 211

4.3.2　最不利荷载位置的确定 212

4.3.3 钢桁架桥结构分析建模 217

4.3.4 LS1工况下钢桁架桥结构分析 220

4.3.5 LS2工况下钢桁架桥结构分析 223

4.3.6 计算结果分析 226

4.3.7 小结 226

4.4　公路连续刚构桥施工全过程仿真分析 226

4.4.1　连续刚构桥施工设计 226

4.4.2　连续刚构桥施工过程仿真分析建模 228

4.4.3 LS1连续刚构桥施工过程仿真分析 231

4.4.4 LS2连续刚构桥施工过程仿真分析 235

4.4.5 LS3连续刚构桥施工过程仿真分析 237

4.4.6 LS4连续刚构桥施工过程仿真分析 239

4.4.7 LS5连续刚构桥施工过程仿真分析 241

4.4.8 计算结果分析 243

4.4.9 小结 243

4.5　公路连续刚构桥三维仿真分析 243

4.5.1　连续刚构桥构造设计 244

4.5.2　连续刚构桥三维仿真分析建模 244

4.5.3 自重荷载条件下连续刚构桥三维仿真分析 251

4.5.4　汽车超20荷载条件下连续刚构桥三维仿真分析 256

4.5.5　挂车120荷载条件下连续刚构桥三维仿真分析 260

4.5.6　计算结果分析 264

4.5.7　小结 264

第5章 ANSYS在房屋建筑工程中的应用 265

5.1　房屋建筑结构概述 265

5.1.1　房屋建筑结构体系 265

5.1.2　房屋建筑结构的力学计算方法 266

5.2　网架屋顶结构的受力分析 267

5.2.1 体育馆钢网架屋盖构造设计 267

5.1.3　国内外房屋建筑结构计算与设计软件 267

5.2.2　建模与网格划分 268

5.2.3　钢网架屋盖结构受力分析 272

5.2.4　计算结果分析 277

5.2.5　小结 277

5.3　框架结构的三维仿真分析 277

5.3.1　办公楼框架结构的构造设计 277

5.3.2　框架结构三维仿真分析建模和网格划分 279

5.3.3 自重荷载条件下框架结构三维仿真分析 284

5.3.4　人群荷载条件下框架结构三维仿真分析 289

5.3.6　小结 293

5.3.5　计算结果分析 293

第6章 ANSYS在边坡工程中的应用 295

6.1　边坡的防护概述 295

6.1.1　边坡防护设计中坡度的确定 295

6.1.2　边坡的防护形式 296

6.13　边坡防护中水的处理 297

6.2　高速公路边坡修建过程的仿真分析 297

6.2.1 高速公路边坡防护结构的构造设计 297

6.2.2　建模与网格划分 298

6.2.3　加载与初始地应力场模拟 304

6.2.4　上台边坡开挖模拟分析 311

6.2.5　下台边坡开挖模拟分析 316

6.2.6　计算结果分析 322

6.2.7　小结 322

6.3　铁路加锚索高边坡的修建过程仿真分析 323

6.3.1　铁路加锚索高边坡防护结构的构造设计 323

6.3.2　建模与网格划分 324

6.3.3　加载与初始地应力场模拟 330

6.3.4　上台边坡开挖模拟分析 337

6.3.5　下台边坡开挖模拟分析 344

6.3.6　计算结果分析 350

6.3.7　小结 350

第7章 ANSYS在基础工程中的应用 351

7.1　基础工程概述 351

7.1.1　基础的分类形式 352

7.1.2　基础的力学分析模型 352

7.2　桥梁全桩基础的三维仿真分析 353

7.2.1　桥梁全桩基础的构造设计 353

7.2.2　全桩基础三维仿真分析建模和网格划分 354

7.2.3　自重荷载条件下全桩基础三维仿真分析 359

7.2.4　汽车超20荷载条件全桩基础三维仿真分析 364

7.2.5　计算结果分析 368

7.2.6　小结 368

7.3　房屋建筑筏形基础的力学分析 368

7.3.1　框架房屋筏形基础的构造设计 368

7.3.2　筏形基础受力分析建模和网格划分 369

7.3.3 自重荷载条件下筏形基础受力分析 374

7.3.4　人群荷载条件筏形基础力学分析 380

7.3.5　计算结果分析 385

7.3.6　小结 385