天津大学船舶与海洋工程8结构力学课件第一课件培训讲学
天津大学结构力学课件
结构分析
1
静态平衡和弹性体
通过静态平衡和弹性体理论，我们可以分析结构的力学行为和受力情况。
2
杆件和框架分析
杆件和框架分析是分析和计算复杂结构的重要方法。
3
截面力和变形分析
截面力和变形分析是了解结构受力状况和变形情况的重要手段。
结构应用和实例
建筑结构设计
结构力学在建筑结构设计中起着关键的作用，保证建筑的安全和稳定性。
天津大学结构力学课件
本课件旨在介绍天津大学结构力学课程的基本概念、原理和应用。通过丰富 的内容和清晰的解释，帮助学生理解结构力学的重要性和作用。
课程介绍
定义
结构力学是研究结构因外力作用而发生的力学行为和力学性能的学问。
重要性
结构力学是建筑、桥梁和其他工程结构设计和分析的基础。
课程目标和内容概述
本课程旨在让学生了解结构力学的基本概念和原理，并通过实例学习结构分析和应用。课程 内容包括绳索和弹簧模型、牛顿定律、力学分析方法和结构分析。
基本概念和原理
绳索和弹簧模型
通过绳索和弹簧模型，我们可 以理解结构受力和变形的基本 原理。
牛顿第一定律和二பைடு நூலகம் 平衡定律
牛顿第一定律和二力平衡定律 是结构力学中常用的原理，用 于分析物体的平衡状态。
弯曲和扭转
弯曲和扭转是结构受力的重要 方式，对于建筑和桥梁等结构 设计至关重要。
力学分析方法
静力学和动力学的区别 等效力系统和自由体图 牛顿第二定律和运动学方程
结构力学讲义PPT课件
载移作用下的动力反应
结构受到的地震力
、
速
度
、
加
速
度
及
动
26
§1-2 结构计算简图
一、支座和支座反力
支座定义：把结构与基础联结起来的装置。 1. 固定支座
B
A
实际形状
工程实例
27
简图：
FxA A MA
FyA
特点： 1) 结构在支座截面不产生线位移和转角； 2) 支座截面有反力矩以及x、y方向的反力。
有 用在结构上。如：楼面活荷载，雪荷载。
结
36
2
.
按 固定荷载——作用位置不变的荷载，如自重等。
荷 移动荷载——荷载作用在结构上的位置是移动
载 的，如吊车荷载、桥梁上的汽车和火车荷载。
作 用
3. 按荷载作用的性质可分为：
位 静荷载——荷载的大小、方向、位置不随 时间
置 变化或变化很缓慢的荷载。恒载都是静 荷载。
结构力学
Structural Mechanics
1
目录
结构力学(I)
第一章 绪论 第二章 平面体系的几何构造分 析 第三章 静定结构的受力分析 第五章 影响线 第六章 静定结构的位移计算 第 七章 力法 第八章 位移法 第九章 渐近法
3
目录
结构力学(II) 第十 章 矩阵位移法 第十三章 结构的动力计算 第十五章 结构的塑性分析与极限荷载
可 动荷载 ——荷载的大小、方向随时间迅
分
为 速变化，使结构产生显著振动，结构的质量
： 承受的加速度及惯性力不能忽略。化爆和核
爆炸的冲击波荷载、地震荷载等都是动力荷
载。
37
四、线性变形体系
天津大学船舶与海洋工程8结构力学课件第一
天津大学船舶与海洋工程8结构力学课件第一目录•课程介绍与背景•弹性力学基础•杆件结构力学•梁板结构力学•船舶结构力学•海洋工程结构力学•结构优化设计方法•课程总结与展望课程介绍与背景船舶与海洋工程概述船舶工程研究船舶设计、建造、试验和运行的工程领域，涉及船舶总体、船体、轮机、电气等多个方面。
海洋工程以开发利用海洋资源为目标的综合性工程，包括海洋油气开发、海底资源开发、海水淡化、海洋能利用等。
发展趋势随着科技的不断进步，船舶与海洋工程领域正朝着大型化、智能化、绿色环保等方向发展。
结构设计与优化运用结构力学原理进行船舶与海洋工程结构的设计和优化，确保结构的安全性和经济性。
结构强度与稳定性分析通过结构力学方法分析船舶与海洋工程结构在复杂环境中的强度、刚度及稳定性。
结构动力学与振动控制研究结构在动力荷载作用下的响应及振动控制，提高结构的抗振性能。
结构力学在船舶与海洋工程中的应用030201课程内容与教学目标课程内容涵盖结构力学基本概念、静力学、动力学、弹性力学等基础理论及其在船舶与海洋工程中的应用。
教学目标培养学生掌握结构力学基本原理和方法，具备分析和解决船舶与海洋工程结构问题的能力，为从事相关领域的研究和实践打下基础。
弹性力学基础弹性体弹性变形应力应变指在外力作用下能够发生变形，当外力去除后能够完全恢复原来形状的物体。
单位面积上的内力，表示物体内部的受力状态。
弹性体在外力作用下发生的可逆变形。
物体在外力作用下发生的相对变形。
平衡方程表示物体内部各点应力之间必须满足的平衡条件。
几何方程描述物体变形与位移之间的关系。
物理方程表示应力与应变之间的本构关系，即广义胡克定律。
边界条件与圣维南原理边界条件弹性体在边界上必须满足的位移或应力条件。
圣维南原理在弹性力学中，如果外力作用在物体的一小部分边界上，则只在该部分边界附近产生显著的应力集中，而在远离该部分边界的区域，应力分布几乎不受影响。
这一原理为简化复杂弹性力学问题提供了依据。
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
天津大学818结构力学考研复习指导资料
天津大学818结构力学考研指导（研究生高分学长） 天津考研网多年辅导经验分析显示，作为首战的研友在专业课复习开始，迫切需要目标院校报考专业的学长指导。
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一、 专业介绍建筑工程学院设有土木工程、水利水电工程、港口航道及海岸工程、船舶与海洋工程4 个本科专业。
其中土木（结构）工程学科是我国较早（1984年）具有博士学位授予权的学科。
通过多年来的建设，天津大学土木工程学科发展迅速，已形成了一套完整的学科体系，其二级学科结构工程学科为国家重点学科。
1997年，通过英国 JBM专家组评估，实现了专业国际接轨。
2002年，以结构工程学科为骨干的天津大学土木工程一级学科申报成功了一级学科博士学位授予权。
2004年，在全国210多个土木工程一级学科评估中，天津大学土木工程一级学科排名第十，进入了全国前5％以内，其中学科的学术声誉一项排名第六，说明天津大学土木工程学科在国内享有很高的声望。
二、 就业前景天津大学是一所工科实力强大的大学，工科排名全国第五。
因此，天津大学大多数专业的毕业生就业前景都非常好。
而土木工程专业的就业率更是名列前茅。
中国现在正处于快速的现代化发展之中，可以预见，国家对土木工程专业的学生将会长期保持一个较高的需求。
而天大的土木工程在建筑行业里，更是倍受赞誉，是“土木老八所”之一。
本专业培养的研究生适合于在土木建筑类设计研究院从事结构理论研究及结构设计工作。
三、研究方向与导师情况天津大学结构工程专业有多个研究方向。
我们一定要认真研究自己的兴趣，导师的情况等多方面来进行选择，找到适合自己的。
钢结构：陈志华，丁阳，韩庆华，尹越等混凝土：谢剑，王铁成以及天大设计院的一些老师等地下：郑刚，刘畅，雷华阳等施工：丁红岩等抗震：李忠献等在确定报考哪位导师后，我们最好在初试前与导师联系一下，争取让导师对你有印象，增大我们考研成功的机会。
船舶与海洋工程结构力学实验课件PPT
1、板的弯曲部分
根据前面同样的分析，不难得到板条梁复杂弯曲的微分方程式及基本关系 为：
Dw IV Tw" q
Dw
''
M
Dw ''' Tw' N
式中为筒形刚度，为板条梁所受的轴向力，若总弯曲应力为 0 ，则 T 0t0 ，前 面的负号用于拉力，正号用于压力。
我们在梁的复杂弯曲中曾经指出，船体中的梁因为刚度较大，故而参数u 的值很小（一般u≤0.5），从而辅助函数接近于1，因此在实验计算中可以不 计轴向力对弯曲要素的影响。对于船体板，因板的厚度不大，板条梁的刚度较 小，使得板条梁在复杂弯曲时的参数u相当大（一般u≥0.5）。对于一般的海 船，数字计算表明，板条梁的u值约比梁的u值大10倍左右，辅助函数于1相差 很大，因此中面力对板的弯曲要素影响很大，不可不计。这一现象说明板的中 面力的作用十分敏感。因此，若板受到中面拉力，它将减少板的弯曲应力，是 有利的，反之若是受到中面压力，它将增大板的弯曲应力，是不利的。
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天津大学船舶与海洋工程结构力学课件课件
k* x -sink* x
式中：
k* T* EI
q 例 如图受均布荷重q,两
端自由支持并受轴向外 T
Tx
力T作用的梁， 计算其
弯曲要素 .
l
解： 由 v0=0 M0=0
N0=-ql/2
y
v
0shkx
ql 2
1 EIk 3
shkx kx
q EIk
3
x
0
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x
k
x
d
令 k x w , 从而 kd dw
bx 2 2
cx d
EI
GAs
f x ax c2
f x EI
GAs
f
x
ax 3 6
bx 2 2
c
EI GAs
a
x
d1
边界条件时注意到：
① 梁的挠度为v=v1+v2;
② 由于剪切变形在中性轴处的两端面仍保持垂直,因此认为剪切 不影响断面的转角，从而梁段面的转角仍用下式表示：
v2
0
GAs
dx
l
0
EIv1'" dx GAs
➢剪切引起的挠度
l
v2
0
EIv1'" dx GAs
v2
EI GAs
v1
c1
v1
f
x ax3
6
bx 2 2
cx d
v1
f x
ax 2 2
bx c
v1 f x ax b
v2
EI GAs
f
x
ax
c2
v
v1 v2
f
x
ax 3 6
天大结构力学课件08
K C
ห้องสมุดไป่ตู้C a
t1
t2
aK'
a , a , a
C a
A
位移状态
PK =1
虚力原理
B
K C
RK
虚设的力状态
实际位移状态
A
R K
NK， K， K Q M
虚力状态
2、 结构位移计算的一般公式
Ka = NK ads + QK ads + M ads
41 4 = =0.571 结点C： CB = 4 1+3 1 7 31 3 CD = = =0.429 4 1+3 1 7
(2) 计算固端弯矩
Mf = AB
f MCD = f MBA =
PL = 8
80 8 = 80kN m 8
1 2 qL = 8
P=80kN B
K
R K Ca
(5-15)
3、平面杆件结构在荷载作用下的 位移计算公式：
KP =
+
NKNP ds + EA
QK QP k ds GA
MKMP ds EI
(5-17)
(1)梁和刚架：
MKMP KP = ds (5-18) EI
(2)桁架：
NKNPL KP = EA
(5-19)
q
A
C
qL 8 P=1 C
L 4
2
B
MP图
A
1 2
B
1 2
Mk图
A
B
M
M MP图
P=1
A
1 2 1 L L = 2 2 4
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板结构
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
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
第一章 绪 论
船舶结构力学的内容与任务 船舶结构力学的研究方法 船舶结构的计算图形
§1-1 船舶结构力学的内容与任务
任务: 船舶结构力学是研究船体结构静力
响应的一门课程.学习船舶结构力学就 是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形变,包括研究 受压构件的稳定性问题.即研究船体结 构中板与骨架稳定性的科学.
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.
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