船舶结构力学

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船舶结构力学简答题

船舶结构力学简答题船舶结构力学是研究船舶结构在受力作用下的力学性能和行为的学科。

下面是对船舶结构力学简答题的详细解答：1. 什么是船舶结构力学？船舶结构力学是研究船舶结构在受力作用下的力学性能和行为的学科。

它包括对船舶结构的受力分析、应力和应变的计算、结构的稳定性分析等内容。

2. 船舶结构的受力分析包括哪些内容？船舶结构的受力分析包括静力分析和动力分析两个方面。

静力分析主要研究船舶在静止状态下所受到的力的分布和大小，包括船舶的重力、浮力、风力、浪力等。

动力分析则研究船舶在运动状态下所受到的力的变化和作用，包括船舶的惯性力、加速度力、操纵力等。

3. 如何计算船舶结构的应力和应变？计算船舶结构的应力和应变需要先确定结构的受力状态，然后根据材料的力学性质和结构的几何形状进行计算。

应力是单位面积上的力的大小，应变是单位长度上的形变量。

常用的计算方法包括弹性力学分析、有限元分析等。

4. 什么是船舶结构的稳定性分析？船舶结构的稳定性分析是研究船舶结构在受力作用下的稳定性问题，主要包括结构的屈曲稳定性和扭转稳定性分析。

屈曲稳定性分析是研究船舶结构在受到压力或拉力作用下是否会发生屈曲失稳的问题，扭转稳定性分析则是研究船舶结构在受到扭转力作用下是否会发生扭转失稳的问题。

5. 船舶结构力学的研究对船舶设计有什么意义？船舶结构力学的研究对船舶设计具有重要意义。

通过对船舶结构的受力分析和稳定性分析，可以确定船舶结构的合理尺寸和材料，提高船舶的结构强度和刚度，确保船舶在各种工况下的安全性和可靠性。

同时，船舶结构力学的研究还可以为船舶的维修和改造提供科学依据，延长船舶的使用寿命。

船舶结构力学与疲劳性能的研究

船舶结构力学与疲劳性能的研究第一章船舶结构力学概述船舶结构力学是一门研究船舶结构在航行过程中所受力学应力、应变以及破坏的学科。

船舶结构力学的研究旨在确保船舶的安全性和航行稳定性。

同时，船舶结构力学涉及船板、船体、船底、转向齿轮和机舱等船舶部件的设计和分析。

船舶结构力学的研究内容包括材料力学、结构静力学、结构动力学、结构疲劳与破坏等方面。

这些内容都是船舶设计与建造中必不可少的元素。

第二章船舶结构疲劳性能研究船舶在不断的航行过程中，经常出现船体应力和疲劳的问题。

这些应力和疲劳会导致船舶结构的破坏和修理费用的增加。

因此，疲劳性能的研究和解决方案对于保证船舶安全和降低运营成本非常关键。

船舶结构疲劳性能的研究重点在于分析船舶结构在不同的载荷状态下的应力变化和损伤情况。

船舶结构在运行时会不断受到浪涌、风浪、碰撞等外界因素的影响，导致不同部位的应力受力状态不同。

研究人员可以通过对不同载荷状态下的应力分析，来分析不同部位的疲劳寿命和疲劳破坏形式。

同时，研究人员还可运用疲劳分析语言进行疲劳寿命计算，绘制出应力循环次数和载荷幅值的疲劳曲线，从而掌握船舶结构疲劳的规律，制定相应的维护与保养计划。

第三章船舶结构力学在新材料应用方面的研究新材料的应用是船舶结构力学研究的重要方向之一。

从木质船到金属船，再到现代的玻璃钢船、碳纤维强化塑料船和铝合金船等，一直以来，新材料的更新换代明显提高了船舶的性能、可靠性和安全性。

对于新材料的应用，研究人员需要关注材料本身的力学性能，从而确定新材料的设计参数。

同时，还需要对新材料的实际使用情况进行分析和测试，研究其强度、疲劳性能等方面的特点，以确保新材料的应用具有可靠性和安全性。

第四章船舶结构力学在船型设计方面的研究船型与船舶结构紧密相连，船型的设计和选择会影响船舶结构的受力和运行状态。

因此，船型设计是船舶结构力学研究的重要方向之一。

船型设计需要综合考虑船舶的载重能力、航速、耐波性、稳性、操作性等因素。

船舶结构力学课件

教学中具体方法包括：力法(Force method) 位移法(Displacement) 能量法(Energy method) 矩阵法(Matrix method) 有限元法(Finite element)
一、结构的几何不变性 ① 几何不变的意义 ② 几何不变系统 ③ 瞬时几何可变系统
二、几何不变性的判断
目的：
使学习者具有对船体结构进行强度及变形分析的能力.
§1-2 船舶结构力学的研究方法
一般船舶结构分析方法
将船体的总强度与横向强度或局部强度问题分开考虑;
在横向强度或局部强度问题中, 将空间结构拆成平面结构;
计算中又将船体的骨架和板分开考虑;
计算机出现后的新方法: ➢将总强度与横向强度及局部强度
问题一起考虑; ➢完全可计算空间结构; ➢可不将骨架和板分开,而共同考
虑;
§1-3 船舶结构的计算图形及典型结构
一般分析的原则：将板与骨架分开进行分析
又可根据骨架受力以及结构变形特点将骨架简化为更为简单的平面结构形式
板பைடு நூலகம்构
纵骨
船体结构中三种典型杆系连续梁、刚架、板架
横梁
肋骨
❖板板弯曲问题
板平面问题
垂直荷重开口应力集中问题
板面内受到载荷作用
组合载荷问题稳定性问题
刚架
连续梁
船底
甲板结构
板架
平板结构连续梁刚架结构
板架结构
结构特点结构受力特点结构变形特点
❖空间和复杂结构
悬臂梁甲板纵绗
肋骨
大舱口悬臂梁计算图形
大型油轮肋骨刚架离散化计算图形
教学中具体内容：杆及杆系的强度板的强度杆系和板的稳定性问题

船舶结构力学

船舶结构力学船舶结构力学一、基本概念部分 1、坐标系船舶结构力学与工程力学的坐标系比较如下图：工程力学的坐标系船舶结构力学的坐标系2、符号规则船船结构力学与工程力学的符号规则有相同点和不同点，弯矩四要素的符号基本不同，主要是指弯矩、剪力和挠度的符号规则不同，而转角的符号一致，即是以顺针方向的转角为正角。

船舶结构力学的符号规则如下图所示。

NNN工程力学的符号规则船舶结构力学力法的符号规则船舶结构力学位移法的符号规则3、约束与约束力对物体的运动预加限制的其他物体称为约束。

约束施加于被约束物体的力称为约束力或约束反力，支座的约束力也叫支反力。

4、支座的类型及其边界条件支座有四类：简支端（包括固定支座与滚动支座）、刚性固定端、弹性支座与弹性固定端。

各类支座的图示及其边界条件如下图：1)简支端边界条件：v = 0，v ″ = 02)刚性固定端边界条件：v = 0，v ′ = 03)弹性支座边界条件：v = -AEIv ′′′′′′支座左端 () v = AEIv ′′′支座右 ()端4) 弹性固定端边界条件：v =αEIv ′′左端 () v =-αEIv ′′右()端（A为支座的柔性系数）′′（ α为固定端的柔性系数）5、什么是静定梁？什么是超静定梁？如何求解超静定梁？梁的未知反力与静平衡方程个数相同时，此梁为静定梁。

反之，如果梁的未知反力多于梁的静平衡方程数目时，此时的梁称为超静定梁。

超静定梁可用力法求解。

6、什么是梁的弯曲四要素，查弯曲要素表要注意哪些事项？梁的剪力、弯矩、转角和挠度称为梁的弯曲四要素。

查弯曲要素表要注意，四个要素的符号，在位移法中查梁的固端弯矩时要注意把梁的左端弯矩值加一个负号。

7、简述两类力法基本方程的内容力法方程有两类：一是“去支座法”。

是以支座反力为未知量，根据变形条件所列的方程。

二是“断面法”。

以支座断面弯矩为未知量，根据变形连续性条件所列的方程。

8、叠加原理的适用条件是什么？当梁的弯矩与剪力与载荷成线性关系时，梁的弯矩与剪力可用叠加原理求得。

船舶结构力学简答题

船舶结构力学简答题1. 什么是船舶结构力学？船舶结构力学是研究船舶结构在外界载荷下的静力学和动力学行为的学科。

它涉及到船舶结构的设计、分析、计算以及强度与稳性等方面。

船舶结构力学可以帮助工程师们确保船舶结构在各种环境条件下能够安全运行并满足规定的航行要求。

2. 船舶结构受力的主要类型有哪些？船舶结构受力可以分为以下几种主要类型：•垂直力：包括船舶自重、货物重量、设备重量等。

这些力会通过船舶的结构传递到船体各个部位。

•风载荷：当船舶在航行或停泊时会受到来自风的侧向作用力，这些力对船舶的航向稳定性有影响。

•海浪载荷：船舶在海上航行时会受到来自海浪的作用力，这些力对船舶的纵摇、横摇和纵倾等运动特性有影响。

•压力载荷：指船舶在水中行驶时由于前进速度引起的压力。

这些压力会对船舶结构产生影响。

3. 船舶结构强度计算的原理是什么？船舶结构强度计算是为了确保船舶结构在船舶自身重量以及外界载荷的作用下不会发生破坏。

该计算的原理是基于弹性力学理论，将船舶结构视为弹性体，通过分析结构受力和变形，计算结构的应力和应变。

强度计算涉及到结构的静力学和动力学分析。

在静力学分析中，通过求解结构的平衡方程来确定结构的受力情况。

在动力学分析中，考虑到外界载荷的作用，通过求解结构的振动方程来确定结构的动态响应。

强度计算还需要考虑到船舶结构的材料特性和设计规范。

根据不同的材料特性和规范要求，计算出结构的应力和应变后，需要与相应的强度、疲劳和稳定性标准进行比较，以确定结构是否满足要求。

4. 船舶结构稳定性的计算方法有哪些？船舶结构稳定性是指船舶在受到外部载荷作用时，保持平衡和稳定的能力。

船舶结构稳定性的计算方法主要包括以下几种：•初步稳定性计算：在船舶设计的初期阶段，可以使用经验公式和经验系数进行初步稳定性计算。

这些公式和系数是根据过去的经验总结得出的，可以给出船舶的初步稳定性估计。

•复杂稳定性计算：当船舶的设计逐渐完善时，可以使用更复杂的稳定性计算方法，如有限元法和计算流体力学方法。

船舶结构力学

船舶结构力学解法浅析本书主要讨论船舶的结构，具体即讨论船舶结构的强度计算。

船体结构可简化为板和杆系，杆系又可分为连续梁，刚架和板架。

在强度计算时，主要有四种方法，初参数法，力法位移法，能量法。

下面将对后三种方法做简要解析。

力法♐一.基本概念♐力法是将静不定结构多余的约束去掉，代之以约束反力，使之成为静定结构。

♐在计算式时，以“力”（支座反力，断面弯矩）为未知数，根据变形连续条件（一般铰支座处左右转角相等）建立方程式，最后解出力来。

二，几种典型机构的力法分析♐①简单刚架计算♐不可动节点简单刚架，可将节点当作连续梁的支座，在节点处切开并加上弯矩，然后列出转角连续方程式求解♐②弹性支座连续梁计算♐去掉支座代之以支反力R，利用变形连续条件（支反力R和其他载荷在该节点处作用的饶度与弹性支座扰度AR相等）列出方程式求解♐③一根交叉构件板架计算♐与简单板架相似，在此不详细阐述三，解题步骤♐ 1.观察机构类型，将静不定结构多余约束去掉，代之以约束反力（或切开支座加弯矩等）♐ 2.在去掉约束反力的地方列变形连续性方程，保证基本结构的变形与原结构相同♐ 3.联立方程式求解四.典型例题♐解：1.分析♐在此结构杆系中，以1-2梁为主要研究对象，4-5与1-2交叉且不受外载可简化为弹性支座。

2-6,2-3与1-2在同一平面内且不受外载，可简化为弹性固定端.514362♐ 2.求4-1-5作为弹性支座的柔性系数A ，设1处扰度为V ♐ 3.求2-6,2-3作为弹性固定端的柔性系数α♐ 4.得出柔性系数，利用弯曲要素表即可求出各处扰度EIA EIP P A V L L 6/48/**33)2(===MLM M A V EI L M EI L M L V EI M M EI L M EI L M */)(*03/6/0/3/)(6/3/2323232322623αθθθθθ==+==+⇒=++=--⇒=位移法♐一.基本概念♐将机构节点处的自由度约束住♐以节点转角位基本未知数，再根据节点断面弯矩平衡或剪力平衡列出方程式，从而求出转角二.主要公式1.在铰支座节点处ijji ijji ijXY XY XY XY XY M M V L E V M V V L E M L E M M M M MM '='-='+='+=''='+=j ij i ij j i i ij j ij j ij i ij */I 6*/L 6EI */I 2*/L 4EI */I 2*/L 4EI 0时，当节点处有扰度为杆端弯矩作用产生）为固端弯矩（由外载荷θθθθ当节点处有位移要考虑剪力影响时j 3ij ij i 3ij ij j 3ij ij i 3ij ij j i j 2ij ij i 2ij ij j 2ij ij i 2ij ij */L 12EI */L 12EI */L 12EI */L 12EI */L 6EI */L 6EI */L 6EI */L 6EI V V N V V N V V N N N N N N N YX XY YXXY XY XY XYXY XY +-='-='--='+='''+=时，当断面处有扰度为杆端弯矩作用产生）为固端剪力（由外载荷θθθθ三.解题步骤♐ 1.判断机构节点处自由度个数，有几个自由度则有几个相对应的方程♐ 2.设出固定自由度之后的转角和位移，计算杆端弯矩和固端弯矩，杆端剪力和固端剪力♐ 3.列出弯矩平衡方程和剪力平衡方程，求出转角或扰度四，位移法典型例题分析1.先看自由度，节点2,3处有转角，还有水平位移，设刚架只要弯曲不可压缩且变形很小，则竖直方向位移不考虑，即有三个未知量1234234.联立方程式求得转角和扰度。

船舶结构力学课后题答案

船舶结构力学课后题答案船舶结构力学课后题答案1.什么是船舶结构力学？船舶结构力学是研究船舶结构受到的力学作用及其力学性能的学科。

它主要涉及到船舶结构的强度、刚度、稳定性、疲劳、振动、冲击等方面的问题。

船舶结构力学的研究对于船舶的设计、建造、维修和运营具有重要意义。

2.船舶结构的强度是指什么？船舶结构的强度是指船舶结构在外界力作用下所能承受的最大应力或变形程度。

船舶结构的强度对于船舶的安全性和使用寿命具有重要影响，因此在设计和建造船舶时需要进行强度计算和强度验证。

3.船舶结构的刚度是指什么？船舶结构的刚度是指船舶结构对外界力作用的抵抗能力。

刚度主要包括纵向刚度、横向刚度和扭转刚度。

船舶结构的刚度对于船舶的航行性能和稳定性具有重要影响，因此在设计和建造船舶时需要进行刚度计算和刚度验证。

4.船舶结构的稳定性是指什么？船舶结构的稳定性是指船舶在受到外界力作用时保持平衡的能力。

船舶结构的稳定性对于船舶的航行安全和运载能力具有重要影响，因此在设计和建造船舶时需要进行稳定性计算和稳定性验证。

5.船舶结构的疲劳是指什么？船舶结构的疲劳是指船舶结构在循环荷载作用下产生的疲劳损伤和疲劳破坏。

船舶结构的疲劳对于船舶的使用寿命和安全性具有重要影响，因此在设计和建造船舶时需要进行疲劳计算和疲劳验证。

6.船舶结构的振动是指什么？船舶结构的振动是指船舶结构在受到外界激励作用下产生的振动现象。

船舶结构的振动对于船舶的航行舒适性和结构安全具有重要影响，因此在设计和建造船舶时需要进行振动计算和振动验证。

7.船舶结构的冲击是指什么？船舶结构的冲击是指船舶结构在受到外界冲击力作用下产生的应力和变形。

船舶结构的冲击对于船舶的抗冲击能力和结构安全具有重要影响，因此在设计和建造船舶时需要进行冲击计算和冲击验证。

8.船舶结构力学的研究对船舶设计和建造有什么意义？船舶结构力学的研究对船舶设计和建造具有以下几方面的意义：•提高船舶的强度和刚度，保证船舶的安全性和使用寿命；•提高船舶的稳定性，保证船舶的航行安全和运载能力；•预测和控制船舶结构的疲劳、振动和冲击，保证船舶的航行舒适性和结构安全；•优化船舶结构设计，提高船舶的性能和经济效益。

船舶结构力学：第一章绪论

中拱
波面
图 1.1
中垂
波面
图 1.1
船舶局部强度:船舶横向骨架（船体横梁、肋骨、肋板）、船体局部构件（船底板、底部纵桁）在局部载荷作用下（如水压力作用下）的弯曲变形和应力。
图 1.2
船舶扭转强度:船舶在斜浪中航行，载荷沿船体左右舷非对称分布，导致船体扭转变形。主要是大开口船（集装箱船）
骨架的带板宽度取骨架的
附连带板
间距和骨架跨距的1/5两者中的小者
（二）船体结构中的骨架。船体结构中的骨
架包括横梁、肋骨、肋板、纵骨、纵桁等，
他们大多是细长的型钢或组合型材。所以这
种骨架被称为“杆件”，简称“杆”。而相
互连接的骨架系统就称为“杆件系统”。实
践证明，船体中的骨架受力变形时，和骨架
相连的一部分板也会跟着变形，因此在研究
船体结构中的板
图1 横向载荷
图2 面内载荷
图 1.4
横向载荷作用下板的强度计算的边界条件：由于纵桁骨架的抗弯刚度比板的抗弯刚度大得多，故可以把骨架近似地作为板的刚性支撑。面内载荷作用下板的稳定性计算的边界条件：四边自由支持，两对边受到面内载荷作用。（计算结果偏于安全）
钢制船舶建造规范规定：
船体构件稳定性问题:船舶受压构件，压力达到或超过其临界载荷而丧失稳定性。
图 1.2
总之船舶结构力学的内容和任务
一.研究对象
结构：承受并传递荷载的船体骨架部分
结构分为:杆系结构,板架结构,刚架结构
二.任务阐明结构力学的基本原理与方
法——经典的力法、位移法和能量原理
三.内容结构在外力作用下的响应即强度和
骨架时就把与骨架相连的一部分板一起考虑。
这时的板就称为附连带板。

船舶结构力学

实际结构的理想化图形或计算图形：船体结构是由板和骨架等构件组成的空间复杂结构，在进行结构计算之前需要对实际的船体结构加以简化，简化后的结构图形称为实际结构的理想化图形或计算图形2.刚架：由于杆系中各杆互相刚性连接，并受到杆系平面内的载荷作用，故称这种杆系为刚架或肋股框架3.板架：在垂直于杆系平面的载荷作用下发生弯曲，这种杆系称为交叉梁系或称板架 4.梁的弯曲要素：梁的弯矩M、剪力N、横截面转角、扰度r5.梁的复杂弯曲：如果梁的抗弯刚度EI不大或轴向力很大，那么轴向力所引起的弯曲要素就不能忽略，同时考虑横向和轴向这两种载荷作用的弯曲，就称为梁的复杂弯曲6.叠加原理：复杂弯曲梁的弯曲要素可以用叠加原理求的，其叠加原理为：当梁上同时受到几个不同的横向荷重及一定的轴向力作用时，分别求出在该轴向力作用下的各个横向荷重单独作用于梁时的弯曲要素，然后进行叠加，即得到在该轴向力作用下几个不同的横向荷重同时作用于梁时的弯曲要素7.静定结构：几何不变而又没有多余联系的体系，其反力和内力只需根据静力平衡方程即可求得，所谓几何不变体系是指如果不考虑材料应变所产生的变形，体系在受到任何载荷作用后能够保持其固有的几何形状和位置的体系8.超静定结构：几何不变但却存在多余联系的体系9.超静定次数：通常将多余的联系或多余约束力的数目称为结构的超静定次数10.力法：把多余约束力作为基本未知量的计算方法称为力法11.位移法：以杆系结构节点处的位移作为基本未知量的方法12.矩阵位移法：把位移法分析杆系结构的全过程以矩阵形式来表示13.杆元：基本结构中的每一根超静定单跨梁称之为位移法的计算单元或杆元14.平面刚架杆元要考虑同时发生弯曲变形和拉压变形。

平面板架杆元要考虑其同时发生弯曲变形和扭转变形。

15、船体结构中的板架，为双向正交梁系。

并且双向梁的数目一般是不相等的。

其中数目较多的一组梁叫做主向梁，与其正交的数目较少的梁叫做交叉构件。

16、简单板架：为主向梁于交叉构件都是等截面的板架。

船舶结构力学

下，导致这些部位的应力明显大于名义应力。
Pre
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11
6、船舶碰撞
★船舶碰撞：船舶之间或船舶与其它海洋结构物
的碰撞，导致船体受损。
Pre
Next
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12
船舶结构力学学习——要掌握在给定的外力作用下如何确定
船体结构中的应力与变形，包括研究受压构件的稳定性问题。
“船舶结构力学”是研究船体结构中板与骨架的强度与稳定性的科学
★对船体（包括海洋结构物）进行船体结构设计与强度、稳定性计算。
1 良好的航行性能
船舶完成
任务 2 良好的工作性能
的前提
3 具有一定的强度
船舶具有一定的强度，是指船体结构在正常的使用过程和一定的使用年限中具有不破坏或不发生过大的变形的能力，以保证船舶能正常地工作。
Pre
Next Exit
3
传统解船体强度的方法：静置法
Pre
Next Exit
4
静置法：将船体梁静置于静水和静置于波浪上，然后按静水效应
研究船舶在重力和浮力作用下发生的弯曲变形和应力。
船
第一类载荷为固定载荷，也称常载荷
体
结
包括船体结构自重，主机、辅机、锚机、舵机、救生设备等
构
第二类载荷为变化载荷—随航线及运输任务的不同而变
二、研究内容
阐述问题－《船舶结构力学》研究内容
★研究船舶在外载荷作用下的结构响应（受力与变形）。 ★外载荷：重力、浮力、波浪载荷、冲击力以及惯性力等等。
首要问题
分析船体受力和变形的主要特征
建模：把船整体当作一根梁
来研究---即船体梁
将“船体梁”’(ship hull girder)静置于静水中或波浪上，计算在船纵向 (船长方向)分布的重力与浮力作用下的弯曲变形与应力。

船舶结构力学习题及答案

船舶结构力学习题及答案船舶结构力学习题及答案船舶结构力学是船舶工程中的重要学科，它研究船舶结构在不同载荷作用下的力学特性。

在船舶设计和维修中，船舶结构力学的知识是必不可少的。

下面将介绍几个船舶结构力学的学习题及答案，帮助读者更好地理解和掌握这一学科。

1. 问题：什么是船舶结构的静力学特性？答案：船舶结构的静力学特性是指结构在静力平衡状态下的性能，包括刚度、强度和稳定性等。

刚度是指结构对外力的抵抗能力，强度是指结构承受外力时不发生破坏的能力，稳定性是指结构在受到外力作用时不发生失稳的能力。

2. 问题：船舶结构的刚度和强度有何区别？答案：船舶结构的刚度和强度是两个不同的概念。

刚度是指结构在受到外力作用时变形的抵抗能力，通常用刚度系数来表示。

强度是指结构在受到外力作用时不发生破坏的能力，通常用强度参数来表示。

刚度和强度是船舶结构力学中两个重要的性能指标，设计和维修船舶结构时需要考虑它们的平衡。

3. 问题：什么是船舶结构的疲劳强度？答案：船舶结构的疲劳强度是指结构在长期循环载荷作用下不发生破坏的能力。

船舶在航行中会受到多种载荷的作用，如波浪载荷、船舶自重和货物重量等。

这些载荷的反复作用会导致结构的疲劳破坏，因此需要对船舶结构进行疲劳强度分析和设计。

4. 问题：船舶结构的稳定性有哪些因素影响？答案：船舶结构的稳定性受到多种因素的影响。

其中最重要的因素是船舶的重心和浮心位置。

当船舶的重心和浮心位置不在同一垂直线上时，会产生偏倾力矩，导致船舶发生倾覆。

此外，船舶的形状、船体的稳定性曲线和外部环境等因素也会对船舶结构的稳定性产生影响。

5. 问题：如何计算船舶结构的荷载？答案：计算船舶结构的荷载需要考虑多个因素，包括船舶自重、货物重量、燃油重量、波浪载荷等。

其中，船舶自重可以通过船舶的设计参数和结构重量来计算；货物重量可以通过货物的数量和单位重量来计算；燃油重量可以通过燃油的密度和船舶的燃油消耗量来计算；波浪载荷可以通过波浪的特性和船舶的运行状态来计算。

船舶结构力学方面的研究

船舶结构力学方面的研究船舶结构是船舶工程中最基本的部分，其力学性能直接关系到船舶的安全和航行能力。

近年来，随着船舶工程的快速发展，船舶结构力学的研究也日趋重要。

本文将围绕船舶结构力学方面的研究展开探讨。

1.船舶结构力学的重要性船舶结构力学是指对船体结构所受载荷进行计算、分析和评估的一门学科。

船舶结构力学涉及到船体细节、主要构件以及其连接方式等细节设计部分，面对现代水上运输的发展，更加注重其结构稳定性和航行性能。

而船舶结构力学方面的研究，则是船舶安全、性能和建造成本最基本的保证。

2.船舶结构力学的相关研究(1)船舶结构的强度分析在船舶设计阶段，需要对船舶结构的强度进行分析计算。

强度分析包括“刚度分析”和“应力强度分析”，前者是指船舶结构对外部载荷反应的初始状态，后者是指船体内部的应力分布状态及疲劳分析等。

目前，这两种分析方法得到了广泛应用，并逐步被改进和更新。

(2)船舶结构的疲劳分析作为一种重要的分析方式，船舶结构的疲劳分析也日趋精确和全面。

随着大型船舶的不断出现，为了更好地保障船体的安全性和使用寿命，疲劳分析逐渐引入了监测系统和数据库分析等先进技术，为船舶结构维护和设计提供更好的依据。

(3)船舶结构的优化研究船舶结构的优化研究主要针对船舶设计过程中的“轻型化”和“高效化”。

通过使用计算机仿真技术，可以模拟不同载荷条件下的船舶结构动态响应和结构强度。

这种仿真方法可以更好地优化船舶结构的设计，在提高强度和耐久性的同时，保证了船舶在航行时的稳定性和安全性。

3.船舶结构力学未来的发展趋势随着船舶工艺技术和计算机技术的不断发展，未来的船舶结构力学研究将更加注重新材料的应用、建模以及优化设计方法的革新等方面。

从“强度”“轻型化”到“智能化”“自适应”，船舶结构力学的研究正朝着更高层次的人工智能、大数据、分布式计算等前沿技术方向发展。

总之，船舶结构力学的研究，是船舶工程范畴中不可或缺的一环。

在目前的技术发展形势下，随着航行新需求的持续出现，传统的研究方法正在被不断转换更新，一些新的技术和研究路线将应运而生。

船舶结构力学

第一章：绪论1由于船舶经常在航行状态下工作，它所受到的外力是相当复杂的。

这些外力包括船的各种载重（静载荷）、水压力、冲击力、以及运动所产生的惯性力（动载荷)等。

为了保证船舶在各种受力下都能正常工作，船舶具有一定的强度。

所谓具有一定的强度是指船体结构在正常使用的过程中和一定的年限内具有不破坏或不发生过大变形的能力。

2船体强度包括中拱状态、总纵强度、局部强度、扭转强度问题、应力集中问题、低周期疲劳。

3把船舶整体当做空心薄壁梁计算出来的强度就成为船体的总纵强度。

局部强度是指船体的横向构件（如横梁、肋骨、及肋板等）一集船体的局部构建（如船底板、底纵衍等）在局部载荷作用下的强度。

4船体强度所研究的问题通常包括外力，结构在外力作用下的响应，及内力与变形，以及许用应力的确定等一系列问题。

船舶结构力学只研究船体结构的静力响应，及内力与变形，以及受压结构的稳定性问题，因此，船舶结构力学的首要任务是阐明结构力学的基本原理与方法，即阐明经典的方法、位移法及能量原理。

5船舶设计与制造是一个综合性很强的行业。

学习本课程不要仅仅满足于会计算船体结构中一些典型构件（如连续梁、钢架、板架、板）还应学会解决一般工程结构的计算问题。

6船体结构是由板和骨架等构件组成的空间复杂结构，在进行结构计算之前需要对实际的船体结构加以简化。

简化后的结构图形称为实际结构的理想化图形或计算图形（又称计算模型或力学模型等）7结构的计算图形是根据实际结构的受力特征，构建之间的相互影响，计算精度的要求以及所采用的计算方法，计算工具等因素确定的。

因此，对于同一个实际结构，基于不同的考虑就会得出不同的计算图形，对于同一个实际结构，其计算图形不是唯一的，一成不变的。

8首先是船体结构中的板，板是船体的纵、横骨架相连接的，且通常被纵、横骨架划分成许多矩形的板格。

9其次是船体结构中的骨架，船体结构中的骨架无外乎是横向构件—横梁、肋骨、肋板和纵向构件—纵桁、纵骨等，它们大都是细长的型钢或组合型材，故称为“杆件”或简称为“杆”。

船舶设计中的结构力学分析

船舶设计中的结构力学分析船舶作为人类在海洋上活动的重要工具，其设计的合理性和安全性至关重要。

而在船舶设计的众多环节中，结构力学分析是其中的关键环节之一，它为船舶的结构强度、稳定性和可靠性提供了重要的理论支持和技术保障。

结构力学是研究物体在外力作用下的变形、内力和稳定性的学科。

在船舶设计中，结构力学的应用主要包括对船体结构的强度分析、刚度分析、稳定性分析以及动态响应分析等方面。

首先，强度分析是船舶结构力学分析的核心内容之一。

船舶在航行过程中会受到各种外力的作用，如重力、浮力、波浪力、风力等。

这些外力会使船体结构产生应力，如果应力超过了材料的屈服强度，就会导致结构的破坏。

因此，在设计过程中，需要通过结构力学分析准确计算船体结构在各种工况下的应力分布，确保船体结构具有足够的强度来承受这些外力。

在进行强度分析时，需要建立准确的船体结构模型。

这通常包括对船体的几何形状、结构布置、材料特性等进行详细的描述。

然后，运用有限元分析等数值方法，将船体结构离散为若干个单元，并计算每个单元的应力和变形。

通过对这些计算结果的分析，可以找出船体结构中的薄弱部位，并采取相应的加强措施。

刚度分析也是船舶结构力学分析的重要组成部分。

刚度是指结构抵抗变形的能力。

如果船体结构的刚度不足，就会在受到外力作用时产生过大的变形，从而影响船舶的航行性能和使用功能。

例如，过大的船体变形可能会导致船舶的操纵性下降、舱室密封性变差等问题。

稳定性分析对于船舶结构的安全性同样具有重要意义。

船舶结构在受到压缩、弯曲等载荷作用时，可能会发生失稳现象，如屈曲、侧倾等。

稳定性分析的目的就是要确定船体结构在各种载荷条件下的稳定极限，以避免失稳事故的发生。

动态响应分析则主要关注船舶在受到动态载荷（如波浪冲击、发动机振动等）作用时的响应情况。

通过动态响应分析，可以了解船体结构的振动特性、疲劳寿命等，从而为船舶的减振降噪、结构优化提供依据。

在船舶设计中，结构力学分析不仅要考虑单个结构部件的性能，还要综合考虑整个船体结构的协同工作。

船舶结构力学.doc

船舶结构力学一、基本概念部分 1、坐标系船舶结构力学与工程力学的坐标系比较如下图：工程力学的坐标系船舶结构力学的坐标系2、符号规则船船结构力学与工程力学的符号规则有相同点和不同点，弯矩四要素的符号基本不同，主要是指弯矩、剪力和挠度的符号规则不同，而转角的符号一致，即是以顺针方向的转角为正角。

船舶结构力学的符号规则如下图所示。

NNNN工程力学的符号规则船舶结构力学力法的符号规则船舶结构力学位移法的符号规则3、约束与约束力对物体的运动预加限制的其他物体称为约束。

约束施加于被约束物体的力称为约束力或约束反力，支座的约束力也叫支反力。

4、支座的类型及其边界条件支座有四类：简支端（包括固定支座与滚动支座）、刚性固定端、弹性支座与弹性固定端。

反之，如果梁的未知反力多于梁的静平衡方程数目时，此时的梁称为超静定梁。

超静定梁可用力法求解。

6、什么是梁的弯曲四要素，查弯曲要素表要注意哪些事项？梁的剪力、弯矩、转角和挠度称为梁的弯曲四要素。

查弯曲要素表要注意，四个要素的符号，在位移法中查梁的固端弯矩时要注意把梁的左端弯矩值加一个负号。

7、简述两类力法基本方程的内容力法方程有两类：一是“去支座法”。

是以支座反力为未知量，根据变形条件所列的方程。

二是“断面法”。

以支座断面弯矩为未知量，根据变形连续性条件所列的方程。

8、叠加原理的适用条件是什么？当梁的弯矩与剪力与载荷成线性关系时，梁的弯矩与剪力可用叠加原理求得。

01228船舶结构力学

课程名称：船舶构造力学课程代码：01228〔理论〕第一局部课程性质与目标一、课程性质与特点本课程争论的主要对象是船体构造中的杆件、杆系和板的弯曲及稳定性,系统地阐述了构造力学中的根本理论与方法----力法、位移法及能量原理。

是高等教育自学考试船舶与海洋工程专业的一门重要专业根底课。

二、课程目标与根本要求本课程的目标：学生通过该课程的学习，把握构造力学的根本理论和方法，应用它们来解决船体构造中典型构造〔杆系和板的弯曲及稳定性〕的强度计算分析。

还能处理一般工程构造中类似的力学问题。

本课程根本要求：1.把握建立船体构造计算图形的根本学问2.把握单跨梁的弯曲理论3.把握力法的根本原理和应用4.把握位移法和矩阵位移法的根本原理和应用5.把握能量原理及其应用6.了解有限单元法的根本概念和解题过程7.把握矩形薄板的弯曲理论8.把握杆及板的稳定性概念，解答和应用9.了解薄壁杆件扭转的根本概念10．该课程理论性强，力学概念较难建立，涉及数学学问较多，学习和把握有确定的困难。

相比较而言，单跨梁的弯曲理论和板的弯曲理论是本课程的根本根底。

力法，矩阵位移法，能量法局部偏重于原理和方法在构造分析中的应用。

自学过程中应按大纲要求认真阅读教材，切实把握有关内容的根本概念、根本原理和根本方法。

学习过程中遵循吃透原理、把握计算方法、看懂教材例题，完成局部习题。

不懂的地方要反复学，前、后联系起来学，要抑制浮燥心理，欲速则不达，慢工出细活。

从而到达学懂、学会、学熟，及应用它们来解决实际构造计算。

三、与本专业其他课程的关系本课程是船舶与海洋工程专业的一门专业根底课，该课程应在修完学科根底课和相关的专业根底课后进展学习。

先修课程：高等数学，理论力学，材料力学，船体构造与海洋工程制图后续课程：船体强度与构造设计其次局部考核内容与考核目标第1章绪论一、学习目的与要求本章是对船舶构造力学总述性的概述。

通过对本章的学习，明确船舶构造力学的内容与任务，是为了解决船体强度问题，构造力学争论的是船体构造的静力响应，即内力与变形，以及受压构造的稳定性问题。

毕业答辩——船舶结构力学

结构力学1．船体结构中，那些构件是承受总纵弯曲的？哪些是承受横向弯曲和局部弯曲的？哪些是既承受总纵弯曲又承受局部弯曲的１）承受总纵弯曲构件：连续上甲板，船底板，甲板及船底纵骨，连续纵桁，龙骨等远离中和轴的纵向连续构件（舷侧列板等）；２）承受横弯曲构件：甲板强横梁，船底肋板，肋骨；３）承受局部弯曲构件：甲板板，平台甲板，船底板，纵骨等；４）承受局部弯曲和总纵弯曲构件：甲板，船底板，纵骨，底纵桁，龙骨等；2．试概述船体结构中甲板板，舷侧外板，内底板，外底板及舱壁板各受什么载荷？甲板板：纵横力（总纵弯曲应力沿纵向，横向货物或上浪水压力，横向作用）。

舷侧外板：横向水压力等骨架限制力沿中面。

内底板：主要承受横向力货物重量，骨架限制力沿中面为纵向力。

舱壁板：主要为横向力如水，货压力也有中面力。

3．简述结构力学中梁弯曲理论的三个基本假设。

1）平断面假设，梁在弯曲前的断面在弯曲后仍为平面2）刚性足够大，各向同性的弹性材料3）两个弯曲主平面4．分别说明结构力学中梁弯曲要素和板弯曲要素的符号规定。

梁弯曲要素的符号规定：梁的挠度：向下为正；梁的断面转角：顺时针方向为正；梁的弯矩：在左断面逆时针方向为正，在右断面顺时针方向为正；梁断面的剪力：在左断面向下为正，在右断面向上为正；5．梁的弯曲中剪切为什么会引起挠度。

26从梁的微段的两个断面上的剪应力分布可知，在剪应力作用下，微段将发生歪斜，于是就产生了由于剪切力的存在而产生的挠度。

6．简述结构力学中的力法原理。

以力的大小为未知参数，通过变形连续条件建立方程，最后求出力。

有两种方式一种是去支座加力，一种是将多支座连续梁从中间支座处断开，将连续杆件离散。

7．简述计算杆系弹性固定端柔性系数的方法。

（实际结构中杆件的弹性固定端是与其相邻的不受外载荷的杆件作用的结果；换言之，受载杆与不受载杆相连时，不受载杆相当于受载杆的弹性固定端）为计算弹性固定端的柔性系数，只需把受载杆与不受载杆在相交处切开，并加上相互作用的弯矩，计算不受载杆在弯矩M 作用下的转角θ，θ与M的比值就是柔性系数。

船舶结构力学

1把结构在外力作用下产生的应力与变形称为响应。

2船舶结构力学研究内容：船体结构静力响应，掌握在给定的外力作用下确定船体结构的应力与变形，研究受压构件的稳定性问题。

研究方法：传统a将船体的总强度问题与横向强度或局部强度问题分析考虑b在横向强度问题中，把空间结构拆成平面结构考虑c计算中把骨架和板分开考虑，板认为是支持在骨架上，骨架看作板的支持结构。

现代计算：a将总强度问题和横向局部强度问题一起考虑b直接计算空间结构c将骨架和板一起考虑。

3受外荷重作用而发生弯曲的杆件叫梁。

若梁仅在两端有支座支持，叫做单跨梁。

4梁的弯曲理论以平断面假定为基础。

所谓平断面假定指梁在弯曲前的断面在弯曲后仍为平面。

梁的中性轴通过断面的核心。

5弯曲要素:弯矩M剪力N断面转角挠度v6节点：钢架中杆件的相交点叫做钢架的节点。

简单钢架：节点汇交的杆件只有两根。

复杂钢架：多于两根。

不可动节点钢架：大多数钢架的节点在钢架受力变形后的线位移不计。

7在校核肋骨强度或确定肋骨尺寸时应选甲板上不承受荷重的情况作为计算状态。

并不是把肋骨钢架上可能受到的外荷重全部考虑在内就是危险状态。

8数目较多的一组梁叫做主向梁，与其交叉的数目较少的梁叫交叉构件。

9弹性固定端的固定系数H=M弹与M刚之比。

节点力与挠度间的比例系数就是弹性支座的柔性系数。

10所谓位移法就是以杆系节点处的位移为基本未知数的方法。

位移法不是把杆系拆为两端自由支持的单跨梁，而是将杆系中各杆化为两端刚性固定的单跨梁。

11位能驻值原理的近似解法：李兹法、迦僚金法。

最小功原理：线性系中，结构的应变能对约束反力的偏导数等于012矩形板应力主要是弯曲正应力，变形主要是挠度。

船体结构中的板属于薄板。

13筒形弯曲：板的边长比相当大，除了与短边支界相邻的一小部分外，中间大部分的弯曲变形为筒形，即短边有曲率沿长边无曲率。

求解方法：板条梁的计算可以直接套用普通梁的结果。

14板分为几类：a刚性板，中面力对弯曲要素可以忽略不计的板b柔性板：中面力对弯曲要素不可忽略的板c薄膜：板的中面力远较弯曲力为大，板主要靠中面拉力承载。