有限单元法在城市轨道交通振动控制中的应用电子书

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前言

1　绪论

1.1　有限单元法的发展简史

1.2　国际主流通用有限元软件

1.3　城市轨道交通振动问题

1.4　城市轨道交通振动控制措施概述

1.5　本书使用指南

第一部分　弹性力学知识

2　平面问题

2.1　平面应力问题与平面应变问题

2.2　平衡微分方程

2.3　几何方程

2.4　物理方程

2.5　平面问题中一点的应力状态

2.6　平面问题中一点的应变状态

2.7　边界条件

2.8　圣维南原理

3　空间问题

3.1　平衡微分方程

3.2　几何方程

3.3　物理方程

3.4　空间问题中一点的应力状态

3.5　空间问题中一点的应变状态

3.6　空间轴对称问题

3.7　叠加原理

4　能量原理

4.1　弹性体的应变能

4.2　虚位移原理（虚功原理）

4.3　最小势能原理

4.4　位移变分法

第二部分　有限单元法理论

5　一维单元

5.1　弹簧单元

5.2　弹簧单元算例

5.3　杆单元

5.4　杆单元算例

5.5　梁单元

5.6　梁单元算例

6　二维单元

6.1　3节点三角形单元

6.2　3节点三角形单元算例

6.3　3节点三角形等参数单元

6.4　4节点四边形等参数单元

6.5　4节点四边形等参数单元算例

6.6　三维轴对称问题的3节点三角形单元

6.7　三维轴对称问题的3节点三角形单元算例

6.8　三维轴对称问题的4节点四边形等参数单元

6.9　三维轴对称问题的4节点四边形等参数单元算例

7　三维单元

7.1　4节点四面体单元

7.2　4节点四面体单元算例

7.3　8节点六面体等参数单元

7.4　8节点六面体等参数单元算例

8　静力有限单元法的求解方法

8.1　数值积分

8.2　位移边界条件处理方法

8.3　线性代数方程组求解：直接解法

8.4　线性代数方程组求解：迭代解法

9　动力有限单元法的求解方法

9.1　运动方程

9.2　质量矩阵与阻尼矩阵

9.3　模态分析计算方法

9.4　瞬态动力计算方法

第三部分　城市轨道交通振动问题

10　轨道减振措施的模态试验及有限元模态分析

10.1　模态试验理论

10.2　案例1：梯式轨道的模态试验

10.3　案例2：梯式轨道的有限元模态分析

10.4　案例3：聚氨酯（橡胶）减振垫浮置板轨道的有限元模态分析

10.5　案例4：点支撑浮置板轨道的有限元模态分析

11　轨道减振措施的冲击（落锤）试验及其有限元模拟

11.1　案例1：梯式轨道的落锤试验

11.2　案例2：梯式轨道落锤试验的有限元模拟

11.3　案例3：聚氨酯减振垫浮置板轨道落锤试验的有限元模拟

11.4　案例4：点支撑浮置板轨道落锤试验的有限元模拟

12　基于改进蚁群算法轨道减振措施的参数优化

12.1　轨道减振措施的参数优化方法

12.2　群智能算法

12.3　蚁群算法

12.4　改进蚁群算法：觅食—反巢机制蚁群算法

12.5　案例1：梯式轨道扣件及减振垫的参数优化

12.6　案例2：橡胶混凝土道床的参数优化

13　基于有限单元法车辆—轨道耦合动力计算方法

13.1　车辆—轨道耦合动力计算的建模方法

13.2　算例1：二维车辆—轨道耦合动力计算模型MATLAB编译

13.3　算例2：二维车辆—轨道耦合动力计算模型ABAQUS实现

13.4　算例3：三维车辆—轨道耦合动力计算模型ABAQUS实现

13.5　算例4：三维车辆—轨道耦合动力计算模型COMSOL实现

14　轨道减振措施上线使用的测试及有限元计算

14.1　案例1：聚氨酯减振垫浮置板轨道上线使用的振动测试

14.2　案例2：聚氨酯减振垫浮置板轨道上线使用的有限元计算

15　轨道交通沿线砌体结构的振动测试及有限元计算

15.1　城市轨道交通对沿线砌体结构的振动影响

15.2　城市轨道交通环境振动的有限元计算方法

15.3　城市轨道交通环境振动有限元建模的要点

15.4　案例1：轨道交通引起砌体结构振动的测试分析

15.5　案例2：砌体结构受轨道交通振动影响的有限元计算

附录1　MATLAB基本操作

附1.1　MATLAB矩阵运算

附1.2　MATLAB编程

附录2　ABAQUS基本操作

附2.1　ABAQUS的主要模块

附2.2　ABAQUS/CAE的功能模块

附录3　LS-DYNA基本操作

附3.1　LS-DYNA的k文件

附3.2　LS-DYNA的通用前/后处理器

附录4　COMSOL Multiphysics基本操作

附4.1　COMSOL的建模方式

附4.2　COMSOL的建模流程

参考文献