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刚性路面结构的有限元-无限元耦合静动力特性研究
| 论文题名： | 刚性路面结构的有限元-无限元耦合静动力特性研究 |
| 关键词： | 高速公路;刚性路面结构;弹性地基扳;静动力特性;有限元-无限元耦合法 |
| 摘要： | 随着国民经济的快速发展，我国对高等级公路的投资也越来越太，要求也越来越高，汽车不仅要能全天候行使，而且还要以一定的速度安全、经济、舒适的在道路上行使，这对公路的设计提出了更高的要求．也对广大从事相关工作的科研人员提出了新的挑战。 本文将常用的高速公路的混凝土刚性路面结构模拟成为弹性地基板的力学模型，以板和地基组成的系统为研究对象，采用空间八节点实体有限元和八节点空间单向映射无限元。八节点空间双向映射无限元及八节点空间三向映射无限元来模拟半无限弹性地基，通过有限元与无限元共用的节点来实现从有限域到无限域的耦合与过渡，用四节点弯曲板单元来模拟地基板，根据最小势能原理和达朗伯原理推出系统的静、动力方程，通过板与地基接触面节点位移连续性的假设实现了板与地基的耦台，利用静力凝聚的方法将板从系统中解耦出来，即可将板的节点位移及其他未知量求解，并利用MATLAB语言编制了相应的计算程序，对在荷载作用下弹性地基上薄板的静、动力特性进行了研究．从而为路面结构的设计提供一定的参考。 对于文中采用的有限元和无限元给出了其推导过程，单元刚度矩阵和单元质量矩阵的计算方法，介绍了动力计算的Wilson法，由于引入了无限元，在满足同等计算精确度的条件下使划分的单元数目相对较少。本文所采用的耦合方法，对弹性地基板的理论研究起到了一定的补充作用，对混凝土刚性路面结构、机场跑道、板式地基的设计和施工等工程实践具有重要的指导意义。 |
| 作者： | 周双平 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 刘俊卿 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安建筑科技大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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