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绪论1

第一章　复合材料斜拉桥设计的意义3

1.1　斜拉桥及其发展3

1.1.1　斜拉桥及其优点3

1.1.2　斜拉桥在世界及中国的发展4

1.2　斜拉桥设计理论基础及其发展7

1.3　复合材料结构及其特点8

1.3.1 复合材料结构8

1.3.2　复合材料结构的特点11

1.4　复合材料结构在工程上的应用13

1.5　复合材料结构在桥梁工程上的应用16

1.6　本书研究的主要内容19

第二章　变物性非均质复合材料力学性质研究21

2.1 基本理论21

2.1.1　质量守恒定律21

2.1.2　动量守恒定律22

2.1.3　动量矩守恒定律22

2.1.4　热力学第一定律22

2.1.5　热力学第二定律24

2.1.6　傅立叶（Fourier）定律25

2.2　本构方程的初始形态——本构关系25

2.3　本构方程27

2.4　热传导方程29

2.5　算例32

2.5.1　有限元分析模型32

2.5.2　变物性的考虑35

2.6　小结45

第三章 复合材料结构的初应力问题46

3.1　有限位移弹性理论46

3.1.1　Lagronge应变张量46

3.1.2　有限位移弹性理论的应力分析和平衡方程50

3.1.3　小位移弹性理论的应力分析和平衡方程53

3.1.4　应力-应变本构关系56

3.2　虚功原理57

3.2.1 小位移弹性理论虚功原理58

3.2.2　有限位移弹性理论的虚功原理59

3.3　初应力问题60

3.4　算例63

3.4.1　复合材料制备时的初应力63

3.4.2　复合材料受外载荷作用时，由于非线性效应产生的初应力66

3.4.3　在长期载荷作用下初应力的考虑与影响68

3.5 小结75

第四章　复合材料结构斜拉桥箱梁扭转分析76

4.1　复合材料的等代处理76

4.1.1 层合梁的抗弯刚度和应力76

4.1.2　层合梁的剪应力80

4.2　复合材料结构的等代处理82

4.2.1　蜂窝夹层结构的密度计算82

4.2.2　蜂窝夹层结构的等效弹性模量计算84

4.3 复合材料蜂芯箱梁扭转分析基本理论93

4.3.1　应力、应变和位移表达式93

4.3.2　复合材料薄壁杆件扭转分析基本方程94

4.3.3　复合材料薄壁直杆刚度矩阵99

4.4　复合材料蜂芯箱梁扭转分析工程计算106

4.4.1　翘曲函数的连续性方程106

4.4.2 自由扭转107

4.4.3　约束扭转110

4.4.4　复合材料蜂芯箱梁约束扭矩刚度矩阵116

4.5 算例118

4.5.1　蜂窝夹层板等效模型的数值验证118

4.5.2　复合材料箱梁扭转中非线性问题的数值分析结果128

4.6 小结131

第五章　斜拉桥几何非线性简化分析133

5.1 概况133

5.1.1　经典设计中遇到的难点133

5.1.2　斜拉桥非线性结构问题133

5.1.3　本章研究的主要内容134

5.2　垂度效应——单根斜拉索的几何非线性分析137

5.2.1　斜拉索非线性的精确分析138

5.2.2　斜拉索非线性的近似分析143

5.2.3　误差分析144

5.2.4　结论147

5.3　弯矩与轴向力的组合效应147

5.4　非线性分析的基本方法155

5.4.1　材料非线性和几何非线性155

5.4.2　几何非线性分析的近似方法156

5.4.3　带动坐标的混合法159

5.4.4　带动坐标混合法的应用161

5.5　全桥模型几何非线性的有限元分析163

5.6　小结167

第六章　总结与展望168

6.1　全文总结与结论168

6.2　展望169

参考文献171