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研究生:黃建維
研究生(外文):HUANG CHIEN-WEI
論文名稱:以ABAQUS建立三維非線性鋪面材料程式及分析模型
論文名稱(外文):Using ABAQUS to Develop 3-D Nonlinear Pavement Material Program and Analysis Model
指導教授:郭振銘
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:土木工程學系
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:106
中文關鍵詞:有限元素分析非線性非均向性動態載重
相關次數:
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由於國家經濟建設發展及各項公共建設之推動,現有路面的交通量及車輛荷重都有明顯增加的趨勢,且未來政府亦將投入許多經費於道路的興建,因此若能合理的預測路面的應力及變形,將對設計與維修有很大的助益。鋪面材料大多具有非線性與非均向性之應力與應變關係,再加上現今的載重形式大都具有多輪多軸載重,因此若以二維軸對稱有限元素分析,並不能合理模擬鋪面複雜的應力與應變行為,故本研究將利用ABAQUS中自訂材料的功能,將鋪面常用之非線性模式套入,以藉由ABAQUS強大分析功能模擬鋪面複雜的行為。在建立非線性材料程式後,本研究將以ABAQUS建立非線性分析模型,並利用分析模型比較線性與非線性有限元素分析的差異,最後利用ABAQUS改變模型的功能來模擬路面存在坑洞之情形,並由坑洞長度、方向及位置三方面來討論,以提供日後鋪面修補粗淺之依據。藉由本研究所發展的非線性材料程式,將可更合理的模擬鋪面行為,未來更可利用ABAQUS分析溫度、動態載重等…,以更進一步的模擬鋪面複雜之環境狀況。

摘要Ⅰ
致謝Ⅱ
目錄Ⅲ
圖目錄Ⅴ
表目錄Ⅷ
第一章 序論1
1-1前言1
1-2研究動機及目的1
1-3研究範圍及方法2
1-4論文架構2
第二章 以ABAQUS建立非線性材料程式4
2-1有限元素法之發展4
2-2線性有限元素分析之理論5
2-3非線性有限元素分析之流程12
2-4非線性材料之勁度矩陣17
2-4-1鋪面常用之基底層非線性模式17
2-4-2非線性回彈模數與有限元素法之結合19
2-5以ABAQUS建立非線性材料程式22
第三章 材料程式之驗證28
3-1 ABAQUS與ILLI-PAVE線性分析之比較28
3-2二維非線性材料程式之驗證32
3-3無限邊界與有限邊界之比較39
3-4三維材料程式之驗證44
第四章 三維非線性模型之建立48
4-1深度方向有限元素範圍之界定48
4-2長寬方向有限元素範圍之界定51
第五章 線性與非線性分析之差異54
5-1基底層非線性模式之特性54
5-2線性與非線性材料對路面結構分析之影響57
第六章 坑洞存在對路面結構分析之影響64
6-1坑洞長度變化對路面結構分析之影響64
6-2坑洞方向不同對路面結構分析之影響68
6-3坑洞存在位置對路面結構分析之影響74
第七章 結論與建議78
7-1結論78
7-2建議81
參考文獻82
附錄86

1.吳學禮,〝大型車輛超載對於路面損害之探討(一)〞,台灣公路工程月刊, 第十九卷二期, 第2-18頁,1992。
2.吳學禮,〝大型車輛超載對於路面損害之探討(二)〞,台灣公路工程月刊, 第十九卷二期, 第19-35頁,1992。
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20.劉明樓,黃建維,三維有限元素法於路面之結構分析,大專生參與國家科學委員會專題研究計畫成果報告,台灣,1999。
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26.郭振銘,鋪面分析與模擬,課堂講義。
27.ABAQUS/Standard User’s Manual Volume Ⅱ, Version 5.8,Hibbitt, Karlsson and Sorensen, Inc, 1998.
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32.劉明樓,柔性路面三維車轍之分析,國家科學委員會成果報告,台灣,1999。

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