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1、精品名师归纳总结课程名称：船体强度与结构设计课程代码：01229理论）第一部分 课程性质与目标一、课程性质与特点本课程由船体强度与结构设计二部分组成，是高等训练自学考试船舶与海洋工程专业的一门重要专业课。二、课程目标与基本要求本课程的目标：是同学通过该课程的学习，能把握船体强度的基本理论和运算方法，对船体进行总纵强度运算和船体结构局部强度运算。进而把握船体结构的有用设计运算方法，能把握和应用船体结构设计原理进行船体结构的“规范法”设计。本课程基本要求：1. 把握船体结构安全性的基本学问2. 把握船体梁总纵弯曲的基本理论和外力运算的基本方法3. 把握船体总纵强度运算的基本原理和基本方法4. 把握
2、船体结构局部强度运算力学模型的建立和运算方法5. 明白船体扭转强度运算6. 把握型材剖面设计的基本方法和相关运算7. 把握船体中剖面运算法设计的基本思路和方法8. 把握船体结构规范法设计的基本考虑，规范对船体纵向强度的要求，外板及甲板板的设计，船体骨架的设计及运算，上层建筑设计9. 自学过程中应按大纲要求认真阅读教材，切实把握教材有关内容的基本概念、基本原理和基本方法。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重要专业课，该课程应在修完本学科的基础课和专业基楚课后进行学习。先修课程：高等数学，材料力学，船舶结构力学后续课程：毕业论文或毕业设计其次部分 考核内容与考核目标绪论一、
3、学习目的与要求绪论是是本课程的综述和总论。通过对绪论的学习，把握船体结构强度运算要完成的任务、讨论内容和讨论方法。作用在船体结构上的载荷，结构设计的基本任务和内容，评判结构设计的质量指标，结构设计的基本原理和方法。二、考核学问点与考核目标（一） 结构安全性的概念。船体强度运算的三部分内容。结构的安全性衡准，确定性的许用应力法重点） 识记：结构的安全性，外力、内力、强度标准的内涵和意义。总强度、局部强度概念。懂得：确定性的许用应力法数学表达式和涵义。应用：“梁”的理论。（二） 作用在船体结构上的载荷重点）识记：载荷的分类：总体性载荷、局部性载荷、基本载荷的概念及示例，不变载荷、静变载荷、动变载荷
4、、冲击载荷的概念和示例。懂得：载荷分类的作用应用：不同的载荷对船体的作用及重要程度。（三） 结构设计的基本任务和内容重点）识记：结构设计的前提。结构设计的基本任务。不同设计阶段要完成的任务。懂得：结构设计子系统与总体设计之间的关系。应用：处理 强度）安全性和 技术）经济性之间的冲突。（四） 评判结构设计的质量指标重点）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结识记：安全性、营运适合性、船舶的整体协作性、耐久性、工艺性、经济性概念和内容。懂得：详细设计时如何满意这些质量指标。应用：优化结构（五） 结构设计的基本原理和方法重点） 识记：规范法设计的优缺点。懂得：为什么要有更科学、通用的结构设
5、计方法。（六） 船体强度运算中的不确定性，概率方法一般）识记：强度运算中的很多不确定性因素，概率设计法，结构优化设计，极限状态设计法。懂得：为什么产生不确定性因素、设计的载荷状态和要防止的破坏形式。第1章引起船体梁总纵弯曲的外力运算一、学习目的与要求运算作用在船体梁上的外力，是总纵强度校核和衡准的基础。通过对本章的学习，应把握船体梁总纵弯曲的外力运算的基本思路和过程，依据教材上的运算实例，能对实船进行总纵弯曲的弯矩和剪力运算。二、考核学问点与考核目标一）船体梁受力与变形重点）识记：船体梁，总纵弯曲，总纵强度，主要外力，平稳与不平稳，载荷、剪力、弯矩的基本公式和运算步骤。懂得：引起船体梁总纵弯曲
6、的载荷的内涵、剪力和弯矩产生的缘由应用：利用船舶结构力学中梁的理论及符号规定，来运算船体梁横剖面上的剪力和弯矩。二） 重量曲线 重点）识记：重量曲线，阶梯形重量曲线，重量重心资料，重量的分类及其分布原就。局部性重量及总体性重量的分布方法。懂得：静力等效原就的内涵应用：利用静力等效原就导出的公式对局部性重量进行分布。三） 静水剪力和弯矩运算 重点）识记：浮力曲线的概念，求浮力曲线的方法，静水平稳运算所需资料，静水平稳运算及其精度掌握，理论站距内的浮力，载荷曲线，静水剪力曲线，静水弯矩曲线的概念及其算法，三种曲线的特点，不封闭修 正。懂得：载荷曲线的性质和特点应用：运算方型船的载荷曲线，静水剪力曲
7、线和静水弯矩曲线四） 静波浪剪力和弯矩运算 重点）识记：静波浪剪力和静波浪弯矩产生的缘由，与哪些因素有关。波浪三要素，坦谷波的特点，传统的标准运算方法，坦谷波的绘制方法，船舶在波浪上的平稳位置的确定，静波浪剪力和静波浪弯矩的运算公式。懂得：船舶静置在波浪上的浮态。应用：运算方型船在余弦波作用下的静波浪剪力和弯矩。五） 静水剪力和弯矩运算、静波浪剪力和弯矩运算中的次重点）识记：运算状态的概念，运算状态的选取，船体挠度的概念，船体挠度及货物分布对静水弯矩的影响。船舶斜置在波浪上的静波浪弯矩运算。懂得：波浪浮力修正，弯矩曲线的包络线。应用：总纵弯矩，运算弯矩。六） 运算机运算总纵弯矩和剪力一般）识记
8、：重量曲线的运算公式，平稳位置及浮力曲线的运算。懂得：剪力和弯矩运算的迭代公式，运算程序框图。应用：波谷波峰不在船中时如何处理。七） 弯矩和剪力的近似估算公式一般）识记：近似估算公式的意义和作用，近似公式的含义，型式，与哪些因素有关。懂得：近似公式的建立。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结应用：对实船进行估算。八） 剪力和弯矩的运算实例 次重点）识记：运算条件，主要数据及原始资料，波形及波浪要素。懂得：各种表格运算。应用：能利用表格进行运算。第2章船体总纵强度运算一、学习目的与要求本章是在第1 章已运算出总纵弯矩和剪力的基础上，依据所选定的船体结构横剖面，运算出船体总纵弯曲应力。
9、通过对本章的学习，把握总纵弯曲应力的运算方法。把握船体梁空心薄壁结构的特点。二、考核学问点与考核目标一） 船体总纵弯曲应力的第一次近似运算重点）识记：简洁梁的理论，船体剖面模数，总纵弯曲应力运算公式，运算剖面，纵向强力构件，强力甲板，最小剖面模数，船体梁运算剖面简图。剖面水平中和轴，不同材料的换算。懂得：运算的详细步骤，表2-1的涵义和运算公式。应用：利用表 2-1及有关公式进行详细运算。二） 船体构件的稳固性检验和总纵弯曲应力的其次次近似运算重点）识记：船体构件的工作特性，按简洁梁理论运算方法的有效性，船体总纵强度运算中必需考虑的两各主要问题。船体构件的稳固性检验，船体板折减系数的概念及运算
10、，刚性构件和柔性构件的概念，总纵弯曲应力的其次次及更高次近似运算。懂得：剖面折减的意义和作用。应用：表 2-4 的详细运算三） 船体构件的多重作用及按合成应力校核总纵强度 次重点）识记：船体构件的多重作用的概念，纵向强力构件的分类。懂得：合成应力法的合理性及存在的问题。应用：船体构件中的应力合成。四） 船体梁弯曲剪应力的运算一般）识记：剪应力产生的缘由，对剪应力值的掌握要求。懂得：船体弯曲剪应力运算公式推导的理论基础。 应用：运算开式剖面构件的剪应力。五） 许用应力 重点）识记：许用应力和安全系数的概念，许用应力标准的制定。外力、内力的运算方法和许用应力的一样性的概念。懂得：许用应力法的优点和
11、缺点。应用：如何依据详细情形挑选许用应力标准。六） 船体挠度的运算 一般）识记：挠度对船体的不利影响。懂得：弯曲挠度曲线及剪切挠度曲线的运算，总挠度的掌握。应用：表 2-5表 2-6的近似积分运算七） 船体极限弯矩的运算 一般）识记：船体极限弯矩的定义，运算极限弯矩的意义，强度储备系数。懂得：极限状态时的剖面折减。应用：极限弯矩的运算。八） 总纵强度运算实例次重点）识记：运算依据：参考图纸和运算书，载荷，材料，许用应力。懂得：各种表格运算。应用：能利用各表格完成运算。第3章船体结构局部强度运算可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结一、学习目的与要求本章是讨论船体各局部结构受到局部载荷
12、时的强度问题。通过对本章的学习，应把握局部强度运算力学模型的建立方法，从而完成典型船体结构的局部强度运算。二、考核学问点与考核目标一） 局部强度运算的力学模型重点）识记：结构的力学模型或运算模型的概念，建立结构运算模型的原就，影响运算模型的主要因素，构件几何尺寸的简化。骨架支承条件的简化，模型化的关键。结构处理模型化，载荷模型化，水头高度。懂得：载荷模型化应考虑的问题。应用：能简化出完整的结构运算模型。二） 船体骨架的带板 重点）识记：带板的概念，稳固性带板宽度，弯曲带板宽度懂得：中国船级社海船规范及内河钢船建造规范对带板宽度取法的规定。应用：能依据详细结构模型确定带板的宽度。三） 典型船体结
13、构的局部强度运算重点）识记：船底结构 船底外板、船底纵骨、船底板架）的强度运算，甲板结构甲板板架、甲板纵骨）的强度运算，船侧结构 舷侧外板、舷侧板架）的强度运算，舱壁结构平面舱壁板、平面舱壁构架、皱折舱壁） 的强度运算。懂得：运算图形，受力，运算公式，单位换算。应用：典型船体结构局部强度运算。四） 结构分析有限元模型化 一般）识记：有限元进行结构分析的基本步骤，船体结构有限元模型。懂得：节点自由度，约束。应用：有限元的各种运算模型。五） 船体结构局部强度运算的有限元模型可阅读 , 不作考试要求） 第4章船体扭转强度运算一般，明白）一、学习目的与要求本章是针对长大舱口船舶扭转强度的专题。通过对本
14、章的学习，对长大舱口船舶的强度运算特点，扭转外力， 扭转内力的运算有所明白。二、考核学问点与考核目标阅读，不作考试要求）第5章型材剖面设计一、学习目的与要求从本章开头，进入船体结构设计内容的学习。本章重点介绍构成船体骨架系统的型材剖面设计。通过对本章的学习，应把握船体结构中的型材及其作用，衡量型材剖面材料利用的指标，型材剖面的的强度要求几剖面要素运算，型材的稳固性运算，型材剖面设计及结构优化设计的基本概念。能完成船体骨架型材的有用设计。二、考核学问点与考核目标一） 型材剖面的利用系数和比面积重点）识记：船体结构中的型材，型材剖面的利用系数、比面积的定义及运算、意义。懂得：比面积在型材剖面设计中
15、的作用。应用：统计分析实船中型材的比面积。二） 型材的强度要求及剖面要素运算重点）识记：强度要求，型材剖面模数与惯性矩的运算，腹板的相当面积，梁材抗弯强度与抗剪强度间的关系。懂得：面板、腹板和带板尺度对剖面要素的影响程度。应用：应用公式法或列表法运算型材剖面要素。三） 型材的稳固性运算重点）识记：型材的局部翼板、腹板）稳固性公式推导及结论，型材的总稳固性概念及结论。懂得：型材的稳固性与哪些因素有关。应用：在型材剖面设计时怎样保证型材的稳固性。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结四） 型材剖面设计问题的一般提法与结构优化设计的基本概念一般）识记：确定结构重量最轻的剖面尺寸应满意哪些要
16、求，结构优化设计的基本概念。懂得：结构优化设计问题表达为数学规划问题。应用：型材剖面最优尺寸的有用设计公式及设计示例。五） 型材剖面正确尺寸的有用设计公式可阅读 , 不作考试要求）六） 型材剖面设计示例可阅读 , 不作考试要求） 第6章船体中剖面运算法设计一般）一、学习目的与要求本章是对船体中剖面进行运算法设计。通过学习，要求同学把握船体结构钢料和船体结构型式的挑选。明白中剖面运算法设计的基本任务，设计要求与目标，分级优化的求解策略。中剖面纵向构件相当厚度的打算。纵向加筋板的设计板与纵骨间的材料安排。二、考核学问点与考核目标一） 船体结构钢料和结构型式的挑选重点）识记：船体结构用钢，钢材的优点
17、，钢种的挑选。材料级别的挑选。船体骨架型式的挑选，选用不同骨架型式的缘由和理由，优缺点。懂得：依据哪些因素和要求来挑选船体结构用钢及材料级别。如何挑选船体骨架的结构型式。应用：采纳不同的方案进行分析、运算、比较。二） 中剖面运算法设计的基本任务和策略重点）识记：运算法设计的内涵，基本任务，设计要求与目标。相当厚度的概念，分级优化。懂得：为什么运算法设计首要解决的是船体中剖面的合理设计。应用：把中剖面设计变成数学规划问题.三）中剖面纵向构件相当厚度的打算一般）识记：结构的相当厚度，最轻船体中剖面设计应满意的条件，纵向强力构件的分类。懂得：相当厚度为什么必需由逐次近似求得。应用：用微分法解决纵向构
18、件相当厚度的其次次近似运算。四） 纵向加筋板的设计板与纵骨间的材料安排一般）识记：最终打算哪些参数。须满意哪些要求。安排系数的概念及取值范畴。懂得：对设计要求详细分析后得到的结论。应用：有用设计公式的含义与使用。五） 考虑构件剖面折减后的中剖面设计可阅读 , 不作考试要求）六） 船体中剖面运算法设计示例一般） 识记：需要的已知资料。懂得：打算相当厚度的两次近似运算，船底材料安排，甲板材料安排。应用：表格运算与公式运算。第7章船体结构规范法设计一、学习目的与要求本章是按船级社颁布的船舶建造规范来进行结构设计。规范法设计是传统的大多采纳的民用船舶结构设计方法。通过学习，要求同学把握船体强度理论和造
19、船实践是设计规范制定的基本基础，把握规范法设计的基本步骤， 把握结构布置的一般原就，懂得规范，运用规范，能依据规范完成实际船舶的船体结构设计。二、考核学问点与考核目标一） 船体结构规范法设计的基本考虑重点）识记：船级社，船舶建造规范的产生、进展和作用，规范法设计的基本步骤。确定结构尺寸的一般次序。规范的选用，规范的适用范畴。结构布置的原就和一些基本规定，材料级别和钢级。懂得：为什么规范要规定其适用范畴。长深比和宽深比各反映了什么内涵。材料级别反映了什么内涵。应用：在结构设计时对结构进行合理的布置。二） 规范对船体纵向强度的要求重点）识记：纵向强度标准，基本剖面模数，运算剖面模数，与哪些要素有关
20、。疲惫断裂，船中剖面模数运算，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结强力甲板边线处剖面模数，平板龙骨处剖面模数。懂得：以中剖面模数作为纵向强度标准，基本剖面模数与运算剖面模数的内涵，联系和区分。规范公式制定的简要思路。应用：能按规范要求运算和校核船舶的纵向强度。三） 外板及甲板板的设计 重点）识记：规范对外板、甲板板的一般规定，外板、甲板板的厚度分布规律，考虑哪些因素。规范板厚设计公式的意义。总纵弯曲名义应力。初挠度，残余应力。强力甲板边板，甲板半剖面积。懂得：为什么板厚设计公式有两个，各公式反映了什么要求，设计时如何处理。应用：看懂设计运算示例，能完成实际船舶的外板及甲板板设计。四
21、） 船体骨架的设计 重点）识记：船体骨架设计的一般留意事项，构件的受力和作用，主要支撑构件和传力构件，带板，运算跨距， 跨距点，有效跨距。局部强度要求的剖面模数，刚度要求的剖面惯性矩，稳固性要求的剖面惯性矩。懂得：规范对船体骨架要求的基本意义。应用：参考设计运算示例，能应用规范设计实船的船体骨架。五） 应力集中区的结构设计 一般）识记：应力集中，应力集中系数，开口设计及降低舱口角隅处应力集中的结构措施。懂得：甲板舱口角隅的外形与结构上的处理。应用：甲板舱口结构的合理设计。第8章上层建筑设计一、学习目的与要求本章是主船体的强力甲板以上的舱室结构的设计。通过学习，要求同学明白上层建筑与主船体相互作
22、用的问题。把握上层建筑的设计及其与主船体的连接设计。能够完成上层建筑的结构设计。二、考核学问点与考核目标一） 上层建筑的变形特点 次重点）识记：上层建筑及其构成，船楼，甲板室，上层建筑的端点效应。懂得：上层建筑的端点效应发生的缘由。应用：力的传递与变形分析。二） 上层建筑设计 一般）识记：强力上层建筑，轻型上层建筑。懂得：打算强力上层建筑甲板的剖面积，强力上层建筑设计的基本步骤。轻型上层建筑的设计，轻合金上层建筑的设计。应用：上层建筑结构的布置原就，能按实船要求完成上层建筑设计。三）主体在上层建筑端部的应力集中及加强设计阅读，不作考试要求） 第9章船体结构的牢靠性设计明白）一、学习目的与要求本
23、章介绍了牢靠性理论的基本概念，结构概率设计方法的基本原理。通过学习，对新的结构设计方法的进展有肯定明白。二、考核学问点与考核目标可阅读，不作考试要求）第三部分 有关说明与实施要求一、考核的才能层次表述本大纲在考核目标中，依据“识记”“懂得”“应用”三个才能层次规定其应达到的才能层次要求。各才能层次要求为递进等级关系，后者必需建立在前者的基础上，其含义是：识记：要求考生能够对大纲中的学问点，如名词和定义、本专业术语、原理、原就、公式、运算方法及步骤等有清晰精确的熟识和表述，并能做出正确的判定与挑选。懂得：在识记的基础上，要求考生能够对大纲中的概念、原理、原就、运算方法等有肯定的懂得，清晰它与有可
24、编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结关学问点的联系与区分，并能做出正确的表述和说明。应用：要求考生对大纲中的概念、原理、原就、公式、运算方法等熟识和懂得的基础上，能解决简洁的运算和应用问题，也可运用多个学问点，分析、运算或解决略微复杂一点的船体结构有用问题。二、教材1、指定教材：船体强度与结构设计王杰德杨永谦等编著，国防工业出版社，1995 年 4 月第 1 次印刷三、自学方法指导1、在开头阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核学问点及对学问点的才能层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个学问
25、点，对基本概念必需深刻懂得，对基本理论必需完全弄清，对基本方法必需坚固把握。3、在自学过程中，既要摸索问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、懂得和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学才能。4、完成书后作业和适当的辅导练习是懂得、消化和巩固所学学问，培育分析问题、解决问题及提高才能的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，把握教材内容，在练习过程中对所学学问进行合理的回忆与发挥，留意理论联系实际和详细问题详细分析，解题时应留意培育规律性，针对问题环绕相关学问点进行层次 步骤）分明的论述或推导，明确
26、各层次 步骤）间的规律关系。四、对社会助学的要求1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的学问点。2、应把握各学问点要求达到的才能层次，并深刻懂得对各学问点的考核目标。3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随便增删内容，以免与大纲脱节。4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡 认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮忙，依靠自己学通 的方法。5、辅导时，要留意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启示引导。6、留意对应考者才能的培育，特殊是自学才能的培育，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判定，解决问题。7 、要使考生明白试卷的难易与
27、才能层次高低两者不完全是一回事，在各个才能层次中会存在着不同难度的试卷。8助学学时：本课程共4 学分，建议总课时72 学时，其中助学课时安排如下：章次内容学时第 1 章绪论强度运算的任务内容方法, 载荷 , 结构设计的任务内容, 质量指标, 结构设2计的基本原理和方法第 1 章 1.1船体梁受力与变形2第 1 章 1.2重量曲线2第 1 章 1.3-1.4静水剪力和弯矩运算 , 静波浪剪力和弯矩运算6第 1 章 1.5-1.7运算机运算 , 近似估算公式 , 运算实例4第 2 章 2.1船体总纵弯曲应力的第一次近似运算2第 2 章 2.2船体构件的稳固性检验和总纵弯曲应力的其次次近似运算4第
28、2 章 2.3船体构件的多重作用及按合成应力校核总纵强度2第 2 章 2.4-2.5船体梁弯曲剪应力的运算, 许用应力3第 2 章 2.6-2.8船体挠度的运算 , 船体极限弯矩的运算 , 总纵强度运算实例3第 3 章 3.1局部强度的运算模型2第 3 章 3.2-3.3船体骨架的带板 , 典型船体结构的局部强度运算5第 3 章 3.4结构分析有限元法模型化1第 5 章 5.1-5.2型材剖面的利用系数和比面积, 型材的强度要求及剖面要素运算4第 5 章 5.3型材的稳固性运算2第 5 章 5.4型材剖面设计问题的一般提法与结构优化设计的基本概念2第 6 章 6.1船体结构钢料和结构型式的挑选
29、2第 6 章 6.2中剖面运算法设计的基本任务和策略2第 6 章 6.3中剖面纵向构件相当厚度的打算3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第 6 章6.4纵向加筋板的设计-板与纵骨间的材料安排3第 6 章6.6船体中剖面运算法设计示例2第 7 章7.1船体结构规范法设计的基本考虑2第 7 章7.2规范对船体纵向强度的要求2第 7 章7.3外板及甲板板的设计2第 7 章7.4船体骨架的设计2第 7 章7.5应力集中区的结构设计2第 8 章8.1-8.2上层建筑的变形特点 , 上层建筑设计4合计72五、关于命题考试的如干规定1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试卷掩盖到章
30、，适当突出重点。2、试卷中对不同才能层次的试卷比例大致是：“识记”为40%,“懂得”为 40 ，“应用”为 20 。3、试卷难易程度应合理：易、较易、较难、难比例为2：3： 3： 2。4、每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占65%，次重点占 25%，一般占 10%。5、试卷类型一般分为：填空题，名词说明，简答题，挑选题，判定说明题，运算题等。6、考试采纳闭卷笔试，考试时间为150 分钟，采纳百分制评分，60 分合格。六、题型示例一）填空题1. 船体强度是讨论船体结构的科学。二）名词说明1 总纵弯曲三）简答题1 民用船舶一般采纳船级社的规范来设计, 有什么优点 .四）挑选题 1坦谷波曲线外形的特点是A. 波峰陡峭 , 波谷平整。 B 波峰平整 , 波谷陡峭。 C. 波峰, 波谷都平整。 D. 波峰 , 波谷都陡峭。五）判定说明题1. 一艘既定装载的船舶由淡水区驶入海水区时, 由于浮力总量发生转变而使总纵弯矩发生转变 , 这种说法对吗？六）运算应用题1某长方型驳船简化的中剖面如下图所示, 已算得该船的最大中拱弯矩为9800KN m， 试运算构件上的最大总纵弯曲应力。可编辑资料 - - - 欢迎下载