有限单元法在城市轨道交通振动控制中的应用

《有限单元法在城市轨道交通振动控制中的应用》内容涵盖了主要的城市轨道交通振动问题，对有限单元法下城市轨道交通振动分析进行了较为详细的讲解，包括轨道减振措施的模态试验及有限元模态分析、轨道减振措施的冲击（落锤）试验及其有限元模拟、基于改进蚁群算法轨道减振措施的参数优化、基于有限单元法车辆一轨道耦合动力计算方法、轨道减振措施上线使用的振动测试及有限元计算、轨道交通沿线砌体结构的振动测试及有限元计算。目前，市面上有关的书籍主要有普适性有限单元法书籍和轨道交通振动相关专著。第一类专著太过通用，没有针对城市轨道交通振动问题进行重点讲解。第二类专著又太广泛，需要有较强的理论基础。《有限单元法在城市轨道交通振动控制中的应用》充分考虑了这两类情况，内容编排层层递进，有机融合，将弹性力学知识、有限单元法理论与城市轨道交通振动问题三部分内容形成一个有机的知识体系，而且包含了有关的测试内容，与计算模拟相互呼应，这样可以让读者能够更好地理解有限单元法的应用。

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
6.13节点三角形单元
6.23节点三角形单元算例
6.33节点三角形等参数单元
6.44节点四边形等参数单元
6.54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
7.14节点四面体单元
7.24节点四面体单元算例
7.38节点六面体等参数单元
7.48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
l2.5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1MATLAB基本操作
附1.1MATLAB矩阵运算
附1.2MATLAB编程
附录2ABAQUS基本操作
附2.1ABAQUS的主要模块
附2.2ABAQUS/CAE的功能模块
附录3LS-DYNA基本操作
附3.1LS-DYNA的k文件
附3.2LS-DYNA的通用前/后处理器
附录4COMSOLMultiphysics基本操作
附4.1COMSOL的建模方式
附4.2COMSOL的建模流程
参考文献