船舶与海洋工程结构力学内容简介

《船舶与海洋工程结构力学》可作为高等院校船船与海洋工程专业及相关专业的教学用书或参考书，也可供从事船舶设计、制造领域的工程技术人员以及一般工程力学专业的学生参考。

第 1 章 绪论 1

1.1 船舶与海洋工程结构力学的内容与任务 1

1.2 船舶与海洋工程结构的载荷特征与主要失效形式 2

1.2.1 载荷特征 2

1.2.2 失效模式 3

1.3 船舶与海洋工程结构力学的研究方法与计算图形 4

1.3.1 船舶与海洋工程结构力学的研究方法 4

1.3.2 船舶与海洋工程结构计算图形 5

思考题 8

习题 8

第2 章 直梁的弯曲 9

2.1 梁弯曲微分方程式及其通解 9

2.1.1 直梁的弯曲微分方程式 9

2.1.2 梁弯曲微分方程式的求解(初参数法) 10

2.1.3 任意载荷作用下的初参数法 13

2.2 弹性边界条件及其在船体结构中的实际概念 16

2.2.1 弹性支座 16

2.2.2 弹性固定端 17

2.2.3 弹性支座与弹性固定端在船体结构中的实际概念 20

2.2.4 复杂杆系的弹性支座与弹性固定端的柔性系数 22

2.2.5 弹性固定端的固定系数 23

2.3 梁的弯曲要素与应力计算 24

2.3.1 单跨梁弯曲要素的应用 24

2.3.2 梁的应力 26

2.4 剪切对梁横向弯曲的影响*) 26

2.4.1 基本概念 26

2.4.2 剪切挠度计算 27

2.5 梁的复杂弯曲 29

2.5.1 梁复杂弯曲微分方程式 29

2.5.2 微分方程式的解(初参数法) 30

2.5.3 复杂弯曲梁的弯曲要素与叠加原理 35

2.5.4 轴向力对弯曲要素的影响 36

2.6 弹性基础梁的弯曲 36

2.6.1 弹性基础梁的概念 36

2.6.2 弹性基础梁的弯曲微分方程式及其解 37

2.6.3 无限长的弹性基础梁 41

思考题 42

习题 43

第3 章 平面杆系结构计算 45

3.1 超静定结构与计算的基本原理 45

3.1.1 超静定结构的基本概念 45

3.1.2 力法的基本原理 45

3.1.3 位移法的基本原理 48

3.2 力法应用于连续梁的计算 53

3.2.1 刚性支座上连续梁的计算——三弯矩方程 53

3.2.2 弹性支座上连续梁的计算——五弯矩方程 56

3.3 力法应用于简单刚架的计算 58

3.4 力法应用于简单板架的计算 60

3.5 位移法在杆系结构中的应用 61

3.5.1 位移法补充基本方程 62

3.5.2 位移法在杆系结构计算中的应用 62

3.6 结构对称性在平面杆系结构计算中的应用 67

3.6.1 对称结构与对称载荷的刚架 67

3.6.2 对称结构与反对称载荷的结构 68

3.7 曲杆与圆环的计算*) 68

3.7.1 曲杆刚架的计算 68

3.7.2 圆环的计算 72

思考题 76

习题 76

第4 章 桁架结构与线状结构分析 79

4.1 概述 79

4.2 静定平面桁架的内力计算 80

4.2.1 节点法 80

4.2.2 截面法 83

VII

4.3 桁架结构的矩阵分析 85

4.3.1 矩阵位移法的概念 86

4.3.2 杆元的刚度矩阵 86

4.4 桁架结构分析 95

4.4.1 平面桁架的矩阵结构分析 95

4.4.2 空间桁架元 97

4.5 系泊系统的静力分析 101

思考题 106

习题 106

第5 章 能量原理及其应用 108

5.1 应变能与余能 108

5.1.1 应变能 108

5.1.2 余能 112

5.2 虚位移原理、最小势能原理与应变能原理 113

5.2.1 虚位移原理 113

5.2.2 最小势能原理 116

5.2.3 应变能原理 118

5.3 最小势能原理的近似解法(里兹法、迦辽金法) 121

5.3.1 瑞利—里兹法(Rayleigh-Ritz Method ) 121

5.3.2 迦辽金法(Galerkin Method) 126

思考题 127

习题 127

第6章薄平板的弯曲分析

第7章圆筒形簿壳的静力分析

第8章结构稳定性分析

第9章薄壁杆件的扭转

第10章结构有限元法基础

附录Ⅰ变分法基础

附录Ⅱ单跨梁的弯曲要素表

附录Ⅲ单跨梁的复杂弯曲要素表与辅助函数

附录Ⅳ杆件临界应力曲线及修正系数

附录Ⅴ具有中间弹性支座连续压杆的稳定性曲线

附录Ⅵ矩形平板的弯曲要素

附录Ⅶ矩形平板稳定—性计算公式

附录Ⅷ船用球扁钢断面几何要素2100433B

船舶与海洋工程基础学科

数学、力学、船舶与海洋工程设计原理

船舶与海洋工程主要课程

理论力学、材料力学、流体力学、结构力学、船舶原理（静力学、船舶阻力、船舶推进、船舶耐波性、船舶操纵性等）、船体制图、船舶材料与焊接、船舶英语、船舶结构与强度、船体振动等

船舶与海洋工程实践环节

包括金工实习(3周)、船厂实习(3周)、上舰实习(2 周)等，一般总共安排8周。

船舶与海洋工程专业实验

船模阻力实验、螺旋桨试验、船模自航试验及结构实验应力分析等

结构力学——静定结构力学课程定位

结构力学——静定结构力学课程是一门理论与实践相结合的课程，通过对几何构造分析、静定结构的受力分析、虚功原理与结构位移计算等内容的学习，使学习者具备对静定结构进行内力和位移计算的能力，以及自学和阅读结构力学教学参考书的能力。

结构力学——静定结构力学适应专业

结构力学——静定结构力学课程适合土木工程、水利类工程等专业学习。

结构力学是一门古老的学科，又是一门迅速发展的学科。新型工程材料和新型工程结构的大量出现，向结构力学提供了新的研究内容并提出新的要求。计算机的发展，又为结构力学提供了有力的计算工具。另一方面，结构力学对数学及其他学科的发展也起了推动作用。有限元法这一数学方法的出现和发展就和结构力学的研究有密切关系。在固体力学领域中，材料力学给结构力学提供了必要的基本知识，弹性力学和塑性力学是结构力学的理论基础。另外，结构力学与流体力学相结合形成边缘学科——结构流体弹性力学。

评定结构的优劣，从力学角度看，主要是结构的强度和刚度。工程结构设计既要保证结构有足够的强度，又要保证它有足够的刚度。强度不够，结构容易破坏；刚度不够，结构容易皱损，或出现较大的振动，或产生较大的变形。皱损能够导致结构的变形破坏，振动能够缩短结构的使用寿命，皱损、振动、变形都会影响结构的使用性能，例如，降低机床的加工精度或减低控制系统的效率等。

观察自然界中的天然结构，如植物的根、茎和叶，动物的骨骼，蛋类的外壳，可以发现它们的强度和刚度不仅与材料有关，而且和它们的造型有密切的关系。很多工程结构是受到天然结构的启发而创制出来的。人们在结构力学研究的基础上，不断创造出新的结构造型。加劲结构(见加劲板壳)、夹层结构(见夹层板壳)等都是强度和刚度比较高的结构。结构设计不仅要考虑结构的强度和刚度，还要做到用料省、重量轻。减轻重量对某些工程尤为重要，如减轻飞机的重量就可以使飞机航程远、上升快、速度大、能耗低。