ABAQUS在道路工程中的关键应用与材料建模

ABAQUS是一款强大的有限元分析软件，它在道路工程中发挥着关键作用，特别是在结构分析、材料本构模型建立和数值模拟方面。本讲义由廖公云教授于2008年10月撰写，详细介绍了ABAQUS在道路工程中的具体应用。 第1章首先阐述了有限元方法的基本概念以及ABAQUS软件在道路工程中的适用场景，包括解决典型问题的能力，如路面结构的应力分析等。本章主要介绍了软件的总体框架和主要内容的概述。 在第3章，作者深入解析了ABAQUS的基础功能。这部分涵盖了ABAQUS产品的组成，包括其核心产品ABAQUS/CAE，该软件主要由分析模块、常用工具、命令和文件组成。通过实例演示，读者可以学习如何使用ABAQUS/CAE进行路面结构的受力分析，并了解模型的构成、分析流程以及相关文件和命令的使用。 第4章聚焦于道路工程中常用的材料本构模型，如弹性模型和塑性模型，以及用户自定义材料模型（UMAT）。这里介绍了Burgers模型和Duncan-Chang模型的用户子程序编写，以及如何正确使用UMAT来模拟实际材料行为。这章对理解材料在道路工程中的行为至关重要。 章节5和6讨论了单元及网格划分技术，以及INP文件的使用。INP文件是ABAQUS的核心输入文件，用于定义问题的几何形状、材料属性、边界条件和求解设置。通过实例，如桥式吊架和路面结构沉降分析，讲解了如何编写和检查这些文件，确保模型的准确性和可行性。 第7章则专门探讨了在沥青路面结构中遇到的裂缝和动态响应问题。这一部分结合断裂力学理论和动态分析方法，展示了如何利用ABAQUS模拟路面的力学行为，以及如何处理复杂的动态问题。 综上，本讲义提供了ABAQUS在道路工程中的全面应用指南，从理论到实践，从软件操作到具体问题的解决策略，对于从事道路工程设计和分析的专业人员来说，是一份宝贵的参考资料。通过学习和掌握这些内容，工程师们能够更有效地利用ABAQUS进行道路结构的分析和优化，提升设计质量和工程安全。