应力bisar3.0中文使用手册word版

BISAR用户手册

BISAR3.0

用户手册

沥青企业集团

1998年5月目 录

1 、 引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

2、 BISAR程序的主要原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

3、系统要求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

4、安装BISAR3.0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

4.1由光驱安装. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

4.2由软盘安装. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

5、 BISAR3.0的使用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

6、开始BISAR3.0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 1

7、文件和数据库管理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

7.1编辑新建项目数据. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

7.2删除数据. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

7.3访问和删除现有计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

7.4数据库维护. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

7.5保存项目数据和计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

8、表格的使用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

9、 BISAR3.0的打印. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

9.1打印预览. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

9.2打印. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

10、 BISAR计算演示. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

10.1数据输入输出概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

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10.2标准双轮组荷载的数据输入. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

10.3剪切弹性柔量计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

1 1 、 BISAR报告. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

1 1 .1块报告. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

1 1 .2详细报告. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

12错误报告. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

附录1 BISAR层间滑移计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

A1 .1理论背景. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

附录2固定坐标和局部坐标下的径向问题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

附录3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

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1 . 引言

Windows系统环境下的BISAR3.0计算机程序取代了DOS环境下的BISAR2.0 软件在windows3.1 windows95和windowsNT下均可运行。

早在20世纪七十年代壳牌公司就研发出了BISAR计算机主程序它被用来为壳牌沥青路面设计方法绘制设计图表这种路面设计方法发布于1978年。一个适用于个人计算机的BISAR版本在1987年发行即BISAR1 .0,对于当时来说程序计算复杂个人电脑版本不可能实现软件的全部主要功能但是由于这个版本的发布促进了设计图表的应用同时也避免了大量繁琐的工作。为了解决这些问题DOS版本的BISAR2.0在1995年问世了这个版本可以实现主程序的所有功能。

随着BISAR3.0的发布BISAR的所有初始的程序功能都能在windows系统的环境下得以实现除了计算应力与应变BISAR还能对挠度及层间的水平力和滑动进行计算这样的话就可以通过提供不同荷载状况下的结构模型来计算结构的综合应力与应变情况。所以说BISAR3.0软件完善了SPDM3.0的设计方法可以进行更为复杂的设计比如水泥基层或者飞机场的路面设计同时也可以独立解决弹性层状体系的理论计算。

为了改进SPDM的算法现有的BISAR3.0版本拥有的操作选项可以轻松的处理标准双轮组结构和自动选出所计算的层状结构中的重要位置。

BISAR3.0提供了两种输出类型一类是所谓的详细报告包括与原始BISAR程序所得的相同的信息另一类是块报告提供了主要结果的概述

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BISAR3.0具有先进的报表格式改善了文件和数据库管理推动了层数的自动计算功能和层内重要位置的选择功能。

SPDM3.0是壳牌路面设计方法在windows下的一个计算机程序版本。

2. BISAR程序的主要原理

应用BISAR软件弹性层状体系中的应力、应变和位移都能够计算是否为弹性层状体系取决于体系的结构形式和材料的性质

 1 体系是由作用在半无限基础或者半空间上均匀厚度水平层组成。2在水平方向上各层可以无限延伸。

3各层均为均质材料和同方向性。

4材料都是弹性其应力应变关系是线性的。

此体系作用于单圆或多圆荷载影响的结构顶部应力均匀分布在荷载影响范围内BISAR可以计算出竖直及水平作用力即表面的剪切力 通过表面剪切弹性柔量的分析说明层间部分滑移的影响。

BISAR运算需要输入以下参数

——层数

——各层的杨氏模量即弹性模量

——各层的泊松比

——各层厚度除了半无限基层的厚度

——各接触面的剪切弹性柔量

——荷载的大小

——荷载中心位置坐标

——以下组合中的一个表明荷载垂直方向上的法向分量。

—应力与荷载

—荷载与半径

—应力与半径

——可选的荷载的水平切向分量与剪切荷载的方向

——位置坐标以上的参数如果需要的话

荷载的中心应力、应变与位移的位置被当作笛卡尔直角坐标系中的坐标

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结果是根据局部的圆柱坐标系得来的这个坐标系以荷载的中心作为原点。多种荷载同时作用下的结果是各个荷载分别作用下的总和当把所有的结果都转换到笛卡尔直角坐标系下总的结果就会计算出来。

此程序能够通过计算得出应力与应变张量及主应力与应变的特征值和特征向量以及相应的主要方向最大和最小值代表正应力的最大和最小值主应力方向指的是平面的法向分量这个方向上不存在剪切力的作用最大剪应力作用在主应力方向的垂直面上大小为其主应力之和的一半。 自从最大切应力被引入到疲劳研究中在其可能存在的位置上它们能够连同应力摩尔圆的中点、完全能量密度和应变能密度一起进行计算。

BISAR可以说明层间滑动的问题这就与剪切弹性柔量联系成一个体系了标准的BISAR计算程序是在考虑了所有层之间充满了摩擦力的情况下进行的附录1中对假设所有或者部分层之间存在着完全滑动或者局部滑动的计算方法进行了解释。

在对于作用在表面的剪应力的计算中不存在表面影响位置的问题BISAR不能妥善的说明边界条件下的问题造成计算结果可能是错误的在这种情况下建议选择结构表面正下部的位置进行计算。

当下的研究中细节报告里包括了结构中每一层的信息如下

——对于每一个单独的荷载所有都是依据局部柱面坐标得来的 

—应力张量法向和切向

—应变张量法向和切向

—位移矢量

——所有荷载作用下的影响依据笛卡尔固定直角坐标系

—应力张量法向和切向

—应变张量法向和切向

—位移矢量

—应力张量的大小与方向

—应变张量的大小与方向

—最大切应力与切应变