船舶结构力学设计
船舶与海洋工程结构力学实验

3、测试部分
2、电阻应变片的原理及构造
(1)电阻应变片的原理 电阻应变片的工作原理是基于电阻丝具有应变效应,即电阻丝
的电阻值随其变形而发生改变。由物理学知道,金属丝的电阻R及 与长度L量和截面积A有如右关系:
(2)电阻应变片的构造
图2 应变片的构造
(3)电阻应变片的分类
1一敏感栅 2一上线 3一粘合剂; 4一盖层;
(四)实验数据记录
(五)实验数据分析 (六)问题讨论
1、比较本实验所用的三种测量电桥方法的优缺点(1/4桥与全 桥) 2、测定等强度梁的应变、验证互等定律
三、弯扭组合实验
一、实验目的: 弯扭组合实验是为船舶力学实验教学制作的。它可以完成船舶力学 教学实验中的复合抗力下应变的测量、主应力和主应力方向的测定、 加载弯矩和剪力时应变的测定。 二、实验仪器、装置:
5一基底
图3 敏感栅的尺寸
图4 丝式应变片
4、应变片的粘贴技术
试件的应变是通过粘结剂将应变传递给电阻应变片的丝栅,因而应变片的 粘贴质量将直接影响应变的测量结果。
应变片的粘贴技术包括选片、选粘结剂、粘贴和防水防潮处理等,具体要求 如下。
1)应变片检查分选 分选应变片时,应 逐片进行外观检查,应变片丝栅应平直, 片内元气泡、霉斑、锈点等缺陷,不合格的应变片应剔除,然后用万用电表检查, 应元短路或断路。
(六)预习要求
1、复习有关理论,了解应变片的原理、焊接方法、使用方法,了解测试方法; 2、实验中记录那些数据?数据如何分析? 3、板的对称弯曲与筒形弯曲现象是如何发生的?对称弯曲与筒形弯曲发生的条 件是什么? 4、板架失稳是如何发生的? 5、圆柱壳板局部失稳是如何发生的?圆柱壳失稳有几种形式?圆柱壳端部与中 部失稳是否一致?
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”。
船舶结构力学课程教学大纲

的实际概念;五弯矩方程;一根交叉构件板架计算。
位移法原理;位移法在杆系结构中的应用。应变能与余能;杆
5
件的应变能计算;虚功原理;虚位移原理的应用;位能驻值原 6 课时
理的近似解法。
6
矩阵位移法的基本思想;杆元的基本类型;杆件刚度矩阵;结 6 课时
(二)英文简介 Ship Structural Mechanics describes the components and subsystems deformation
and instability, like bending theory of single span beam, torsion theory of shaft parts, torsion theory for rectangle plate and Stability of shaft or board, and so on. Several methods are also presents for stress and deformation analysis. It contains not only the force method, displacement method and energy method in the classical structure mechanics, but also the finite element method and its application in ship structures. Finally the basic principles and methods for structure design of ships will be introduced together with the design standards of ships. 二、教学目标
机械设计中的船舶结构设计

机械设计中的船舶结构设计船舶结构设计是机械设计中的一个重要领域,它涉及到船舶的设计、制造和运营。
船舶结构设计需要考虑到船体的强度、稳定性、耐久性等方面,以确保船只在各种复杂海况下的安全性和可靠性。
本文将从船舶结构设计的原理、设计流程和重要考虑因素等方面进行分析和探讨。
一、船舶结构设计的原理船舶结构设计的原理是基于牛顿力学和结构力学理论。
根据物体的质量和力的平衡关系,船舶的结构需要满足一定的强度和稳定性要求。
同时,考虑到船只在海上的复杂环境下的长期使用,船舶结构设计还需要考虑到疲劳寿命和耐久性等因素。
二、船舶结构设计的流程船舶结构设计的流程通常包括以下几个步骤:1. 确定设计要求:根据船舶的类型和用途,确定设计要求,如船舶的型号、尺寸、载重能力等。
2. 制定结构设计方案:根据设计要求,制定船舶的结构设计方案,包括船体的布局、结构框架、舱室安排等。
3. 进行强度计算:利用结构力学理论和有限元分析等方法,进行船舶的强度计算,确保船体在各种工况下的稳定性和安全性。
4. 进行疲劳分析:对船舶的结构进行疲劳分析,评估船体在长期使用中的疲劳寿命,以确保船只的耐久性。
5. 制定施工图纸:根据结构设计方案和计算结果,制定船舶的施工图纸,包括船体的结构尺寸、材料规格、焊接连接等。
6. 进行工程验证:进行船舶的工程验证,对船舶进行实际制造和试验,以验证设计方案的可行性和有效性。
三、船舶结构设计的重要考虑因素在船舶结构设计过程中,有以下几个重要考虑因素需要注意:1. 强度和稳定性:船舶的结构需要具备足够的强度和稳定性,以应对复杂的海况和航行条件。
2. 载荷和载重能力:船舶的结构需要能够承受和分配各种载荷和载重,确保船只的安全运行。
3. 耐久性和抗腐蚀性:考虑到船只的长期使用和海水的腐蚀作用,船舶的结构需要具备足够的耐久性和抗腐蚀性。
4. 节能和环保:船舶结构设计还需要考虑到节能和环保要求,选择适当的材料和工艺,减少能源消耗和环境污染。
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

1.2 船体结构的计算图形
(2)骨架 骨架大都为细长的型钢或组合型材,称为杆件或杆。 一般分析时,杆的截面形状如下:
骨架带板
1.2 船体结构的计算图形
(2)骨架 实际中的杆件系统简化为规则的简单计算图形。
上甲板纵骨(杆件)
中间有支柱的舱口杆系
舱口杆系(交叉杆系)
横梁与肋骨组成的刚架
1.2 船体结构的计算图形
(2)骨架
船底交叉杆系
大舱口货船悬臂梁结构
基本理论和方法;
结合杆及杆系的强度问题讲述力法、位移法、矩阵法和 能量法;
板的强度; 杆和板的稳定性及薄壁杆件的扭转。
船舶结构力学
张娟
第一章 绪论
第一章 绪论
研究船舶结构力学主要是为了保证船体结构具有一定的强度, 保证船舶在正常的使用过程和一定的年限内具有不破坏或不发 生过大变形的能力。
船体强度包括:总纵强度、局部强度、稳定性、扭转、应力集 中、动力响应等。 船舶结构力学只研究静力响应,包括外力计算、结构在外力作 用下的响应、许用应力的确定等。
1.2 船体结构的计算图形
(1)板
1.2 船体结构的计算图形
(1)板 一般考虑受骨架支撑的矩形平板问题;此时骨架支撑很重要。
另外还有矩形平板上的开口问题;此时骨架边界不是很重要,主要考虑开 口的形状、大小。
板的边界根据研究问题的不同而不同。 ?当研究板受垂向力的弯曲与变形时,此时的边界条件刚性固定; ?当研究板的稳定性问题时,此时的边界条件为自由支持。
第一章 绪论
船舶结构力学的任务: ① 阐明结构力学的基本原理和方法,包括力法、位移法
和能量原理; ② 应用上述原理解决船舶结构力学所要研究的问题; ③ 阐明有限单元法的基本原理及其在船体结构计算中的
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。
大船设计原理知识点总结

大船设计原理知识点总结大船设计是一门综合性的学科,涉及到机械工程、船舶工程、海洋工程等多个领域的知识。
大船的设计原理是大船设计领域的核心内容,它包括了许多复杂的技术和理论知识。
在这篇文章中,我们将对大船设计原理的一些重要知识点进行总结和介绍。
1. 液体力学原理液体力学是大船设计中的重要知识点,它主要研究液体在外力作用下的运动规律。
在大船设计中,液体力学的原理可以帮助设计师预测船舶在不同条件下的水动力性能,如阻力、推进力和操纵性能等。
这对于提高船舶性能、降低燃油消耗、增加航行效率都具有重要意义。
2. 结构力学原理结构力学是大船设计中的另一个重要知识点,它主要研究材料在外力作用下的应力、应变以及变形规律。
在大船设计中,结构力学的原理可以帮助设计师确定船舶的结构设计参数,如材料选型、结构强度、刚度等。
这对于确保船舶的结构安全性和可靠性具有重要意义。
3. 流体力学原理流体力学是大船设计中的又一个重要知识点,它主要研究流体在外力作用下的流动规律。
在大船设计中,流体力学的原理可以帮助设计师分析船舶的流体动力性能,如流体阻力、涡波积聚、波浪干扰等。
这对于提高船舶的航行性能和减少能源消耗具有重要意义。
4. 船舶动力学原理船舶动力学是大船设计中的另一个重要知识点,它主要研究船舶在外部力作用下的运动规律。
在大船设计中,船舶动力学的原理可以帮助设计师确定船舶的推进系统和操纵系统参数,如主机选型、推进器设计、操纵装置等。
这对于提高船舶的航行性能和操纵性能具有重要意义。
5. 船舶设计理论船舶设计理论是大船设计中的又一个重要知识点,它主要研究船舶的总体设计原理和方法。
在大船设计中,船舶设计理论可以帮助设计师确定船舶的总体设计参数,如长度、宽度、高度、吃水线等。
这对于确保船舶的性能和稳定性具有重要意义。
在大船设计中,以上知识点都是十分重要的,设计师需要结合这些知识点,才能够设计出性能优越、结构安全的船舶。
同时,在实际设计过程中,设计师还需要不断地对这些知识点进行研究和应用,以不断提升船舶设计的水平和质量。
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課程名稱:船舶結構力學第一部分課程性質與目標一、課程性質與特點本課程研究的主要對象是船體結構中的杆件、杆系和板的彎曲及穩定性,系統地闡述了結構力學中的基本理論與方法----力法、位移法及能量原理。
是高等教育自學考試船舶與海洋工程專業的一門重要專業基礎課。
二、課程目標與基本要求本課程的目標:學生通過該課程的學習,掌握結構力學的基本理論和方法,應用它們來解決船體結構中典型結構(杆系和板的彎曲及穩定性)的強度計算分析。
還能處理一般工程結構中類似的力學問題。
本課程基本要求:1.掌握建立船體結構計算圖形的基本知識2.掌握單跨梁的彎曲理論3.掌握力法的基本原理和應用4.掌握位移法和矩陣位移法的基本原理和應用5.掌握能量原理及其應用6.瞭解有限單元法的基本概念和解題過程7.掌握矩形薄板的彎曲理論8.掌握杆及板的穩定性概念,解答和應用9.瞭解薄壁杆件扭轉的基本概念10.該課程理論性強,力學概念較難建立,涉及數學知識較多,學習和掌握有一定的困難。
相比較而言,單跨梁的彎曲理論和板的彎曲理論是本課程的基本基礎。
力法,矩陣位移法,能量法部分偏重於原理和方法在結構分析中的應用。
自學過程中應按大綱要求仔細閱讀教材,切實掌握有關內容的基本概念、基本原理和基本方法。
學習過程中遵循吃透原理、掌握計算方法、看懂教材例題,完成部分習題。
不懂的地方要反復學,前、後聯繫起來學,要克服浮燥心理,欲速則不達,慢工出細活。
從而達到學懂、學會、學熟,及應用它們來解決實際結構計算。
三、與本專業其他課程的關係本課程是船舶與海洋工程專業的一門專業基礎課,該課程應在修完學科基礎課和相關的專業基礎課後進行學習。
先修課程:高等數學,理論力學,材料力學,船體結構與海洋工程製圖後續課程:船體強度與結構設計第二部分考核內容與考核目標第1章緒論一、學習目的與要求本章是對船舶結構力學總述性的概述。
通過對本章的學習,明確船舶結構力學的內容與任務,是為了解決船體強度問題,結構力學研究的是船體結構的靜力回應,即內力與變形,以及受壓結構的穩定性問題。
學習和掌握結構力學的基本原理與方法,經典的力法、位移法及能量原理。
對船體結構及其簡化成相應的力學計算圖形有深刻的理解。
二、考核知識點與考核目標(一)船舶結構力學的內容與任務(重點)識記:船體強度的內容,船舶結構力學的內容。
理解:船舶結構力學與船體強度的聯繫。
應用:分析船體強度與變形及其他問題(二)船體結構的計算圖形(重點)識記:計算圖形,典型的船體結構計算圖形(人工計算:四種。
電腦計算:空間杆系結構和板、梁組合結構。
)理解:船體結構計算圖形簡化的內涵和簡化過程。
應用:實際船體結構簡化為與計算方法相應的計算圖形。
第2章單跨梁的彎曲理論一、學習目的與要求本章是結構力學的理論基礎。
通過對本章的學習,應掌握三類梁的彎曲微分方程的建立及其通解,著重掌握梁的支座和邊界條件,著重掌握梁的彎曲要素表和疊加原理的靈活應用。
二、考核知識點與考核目標(一)梁的彎曲微分方程式及其通解(重點)識記:梁,單跨梁,梁的撓曲線,符號規定,平衡條件,等截面直梁的彎曲微分方程式。
梁的彎曲要素,梁端的彎曲要素,初參數法,梁的撓曲線通用方程式。
理解:梁的微段上彎曲要素間的微分關係。
理解通用方程式(2-8)應用:通用方程式(2-8)(二)梁的支座和邊界條件(重點)識記:邊界條件的概念,自由支持,剛性固定,彈性支座,彈性固定端,柔性係數,剛性係數的含義。
理解:不同的支座用相應的邊界條件來表達,支座和邊界條件的內涵。
應用:利用邊界條件和通用方程(2-8),來求解相應的單跨梁撓曲線方程及其他彎曲要素。
(三)梁的彎曲要素表及其應用(重點)識記:彎曲要素表的應用,疊加原理,疊加求彎曲要素時的技巧。
理解:疊加原理解題的全過程,疊加法畫彎矩圖和剪力圖。
應用:利用彎曲要素表和疊加原理,求解各種形式的單跨梁的彎曲要素,並畫出彎矩圖和剪力圖。
(四)梁的複雜彎曲(重點)識記:複雜彎曲的定義,複雜彎曲的微分方程式,初參數解,撓曲線通用方程式,輔助函數。
理解:複雜彎曲時剪力與撓度的微分關係與梁在橫力彎曲時是不同的。
複雜彎曲時梁的彎曲要素表及疊加原理應用的條件。
軸向力對梁彎曲要素的影響。
應用:求解複雜彎曲梁的彎曲要素,為板的彎曲作理論準備。
(五)彈性基礎梁的彎曲(次重點)識記:彈性基礎梁的定義,彈性基礎的剛性係數,彎曲微分方程式,初參數解,普日列夫斯基函數,迴圈微分關係及特殊數值,撓曲線通用方程式,輔助函數。
理解:彈性基礎梁彎曲時的彎曲要素表及疊加原理應用的條件。
彈性基礎對梁彎曲要素的影響。
應用:求解彈性基礎梁的彎曲要素,為某些工程結構物簡化為彈性基礎梁的彎曲作理論準備。
一根舷側縱桁多根肋骨組成的舷側結構的算例。
第3章力法一、學習目的與要求力法是計算超靜定結構的最基本的經典方法。
通過對本章的學習,應掌握超靜定結構的組成和超靜定次數的確定,力法的基本原理及典型方程。
並應用力法來解決各類典型結構的計算,例如:剛性支座上連續梁與不可動節點簡單剛架的計算,對某些結構簡化出彈性支座與彈性固定端,彈性支座上連續梁的計算,簡單板架的計算等等。
二、考核知識點與考核目標(一)超靜定結構的組成與超靜定次數的確定(重點)識記:靜定結構,超靜定結構,多餘聯繫,多餘約束力,超靜定結構的幾何組成特徵,靜力特徵。
超靜定次數,確定超靜定次數的基本方法。
理解:同一超靜定結構可用不同的方法去掉多餘聯繫得到不同的靜定結構。
應用:對各種結構判定其超靜定次數。
(二)力法的基本原理及典型方程(重點)識記:力法的基本結構,變形協調條件,力法的基本原理,力法方程組,主係數、副係數的特點和內涵。
理解:力法方程組的建立,形成力法方程組的一般規律。
應用:用力法解超靜定結構。
(三)剛性支座上連續梁與不可動節點剛架(重點)識記:剛性支座上連續梁,三彎矩方程,剛架,簡單剛架,複雜剛架,不可動節點剛架,不可動節點簡單剛架。
理解:結構和載荷的對稱性的利用。
特殊結構和載荷的連續梁可簡化為單跨梁。
應用:用三彎矩方程解連續梁和簡單剛架。
(四)彈性支座與彈性固定端的實際概念(重點)識記:彈性支座與彈性固定端的實際概念,簡化的條件。
理解:利用彈性支座與彈性固定端的定義得到柔性係數。
應用:讀懂教材例題,能對某些具備簡化條件的結構進一步簡化。
(五)彈性支座上連續梁計算(次重點)識記:彈性支座上連續梁,五彎矩方程。
理解:此類問題要考慮支座處的撓度。
應用:解簡單的彈性支座上的連續梁。
(六)簡單板架計算(一般)識記:主向梁,交叉構件,板架。
理解:載荷的傳遞,相交節點撓度相等條件。
應用:簡單板架計算。
第4章矩陣位移法一、學習目的與要求本章介紹了位移法的基本原理,還介紹了矩陣位移法及其應用。
解決大型杆系結構問題,位移法比力法更具有優勢。
通過對本章的學習,掌握位移法的基本原理,建立位移法的典型方程。
在此基礎上,把位移法分析杆系結構的全過程以矩陣形式表達,形成矩陣位移法,借助電腦編程計算可解大型杆系結構的力學分析問題。
要求學生著重掌握位移法的基本原理。
瞭解矩陣位移法計算杆系結構的一般步驟。
二、考核知識點與考核目標(一)位移法(重點)識記:位移法的概念,位移法的基本原理,位移法典型方程,基本未知量,固端剪力,固端彎矩。
理解:彎曲杆元的剛度方程,剛度係數,主係數、副係數的涵義。
應用:對簡單結構採用位移法計算。
(二)矩陣位移法概述(次重點)識記:把位移法變為矩陣位移法,節點位移向量(列矩陣),杆端力向量,彎曲杆元的剛度矩陣。
結構坐標系,杆元坐標系。
節點的自由度數,矩陣位移法主要包括的內容。
理解:節點的位移分量(自由度數),為什麼要兩套坐標系,支座約束的處理問題。
應用:把結構化為矩陣位移法計算圖形(理解圖4-12)(三)杆元分析(次重點)識記:基本杆元,剛度矩陣的性質,組合變形杆元,杆元固端力,理解:剛度矩陣的性質,由基本杆元合併成組和變形杆元。
應用:各種杆元在杆元坐標系中的剛度方程,剛度矩陣。
(四)編號約定與杆元定位向量(一般)識記:結構節點未知位移向量,杆元定位向量。
理解:為什麼需要杆元定位向量應用:看懂圖4-20,能對計算結構進行處理。
(五)座標轉換(一般)識記:座標轉換關係,力和位移的座標轉換,杆元剛度矩陣的座標轉換。
理解:為什麼要座標轉換(六)整體裝配(一般)識記:結構節點平衡方程組,結構剛度矩陣,結構節點外載荷向量。
理解:結構剛度矩陣的性質。
(七)彈性約束、強迫位移處理(一般)識記:彈性約束、強迫位移的處理方法。
理解:為什麼這樣處理。
(八)杆元內力計算、矩陣位移法計算杆系結構的一般步驟(一般)識記:杆元內力計算,矩陣位移法解題的一般步驟。
理解:式(4-32)。
應用:看懂肋骨剛架和板架計算的例題。
第5章能量原理一、學習目的與要求本章是變形固體力學的能量原理。
通過對本章的學習,應掌握應用能量原理來計算各種杆系結構,為結構有限單元分析方法打下理論基礎。
二、考核知識點與考核目標(一)應變能和餘能(重點)識記:應變能,線彈性情況杆件應變能的計算公式,拉(壓)、扭、彎、剪應變能,彈性支座和彈性固定端應變能。
非線性彈性體的應變能計算。
餘能,餘能的計算。
理解:應變能的物理意義,餘能的幾何意義。
應用:三維彈性體的應變能計算。
(二)虛位移原理及其應用(重點)識記:虛位移,虛功,虛變形,虛應變能,虛位移原理,虛位移原理的運算式。
位能駐值原理,位能駐值原理的運算式。
應變能原理,卡氏第一定理。
理解:虛位移原理,位能駐值原理,應變能原理。
卡氏第一定理及其適用的條件。
應用:上述原理特別是卡氏第一定理的應用。
(三)虛力原理及其應用(重點)識記:虛力,虛餘功,虛餘能,虛力原理,虛力原理的運算式。
餘位能駐值原理,餘位能駐值原理的運算式。
應力能原理,卡氏第二定理,最小餘能定理,卡氏最小功定理。
理解:虛力原理。
卡氏第二定理和卡氏最小功定理適用的條件。
應用:卡氏最小功定理及卡氏第二定理的應用。
(四)李茲法(重點)識記:位能駐值原理的近似解法,李茲法解題步驟。
理解:李茲法所取基函數必須滿足的條件,為什麼。
應用:李茲法解題第6章平面應力問題的有限單元法一、學習目的與要求本章是有限單元法概念及其解題方法。
有限單元法被公認為應力分析的有效工具,因此,通過對本章的學習,要求瞭解有限單元法的基本概念、處理方法和解題過程。
本章初看起來公式、符號,推導一大篇,似乎很嚇人,但自學者只要按照本章的節號,耐心細心的讀下去,必然有所收穫,再讀一遍,收穫更多,如此反復,必能掌握其精髓,站到高處,一覽眾山小。
二、考核知識點與考核目標(一)平面應力問題及其基本方程式(一般)識記:平面應力,應力分量,應變分量,位移分量,平衡微分方程式,幾何方程式,物理方程式,邊界條件方程式理解:應變協調方程式,廣義虎克定律,力學量間的內在聯繫。