船舶结构力学
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ppt
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
应用。
第一章 绪论
1.2 船体结构的计算图形
理想化模型/计算图形
1.2 船体结构的计算图形 计算图形根据计算要求会有所改变，并不固定。
（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
（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
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。
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。
船舶结构力学习题答案
船舶结构力学习题答案船舶结构力学习题答案船舶结构力学是船舶工程中的重要学科，它研究船舶结构的力学行为和性能。
在学习船舶结构力学时，我们常常会遇到一些习题，用以检验我们对该学科的理解和掌握程度。
本文将给出一些船舶结构力学习题的答案，希望能够帮助读者更好地理解和应用相关知识。
1. 什么是船舶结构的刚度？船舶结构的刚度是指船体在受力作用下的抵抗变形的能力。
它是通过船舶结构的刚度系数来描述的，常用符号为K。
刚度系数K等于单位力作用下的结构变形与该力的比值。
刚度系数越大，说明船舶结构越刚硬，抵抗变形的能力越强。
2. 如何计算船舶结构的刚度系数？船舶结构的刚度系数可以通过以下公式计算：K = F / δ其中，K表示刚度系数，F表示作用力，δ表示结构变形。
需要注意的是，这个公式只适用于线弹性范围内的结构变形。
3. 什么是船舶的自然频率？船舶的自然频率是指船体在没有外界作用力的情况下，自由振动的频率。
它是船舶结构的固有特性，与船舶的刚度和质量分布有关。
自然频率越高，说明船舶的结构越刚硬，抵抗外界扰动的能力越强。
4. 如何计算船舶的自然频率？船舶的自然频率可以通过以下公式计算：f = 1 / (2π) * √(K / m)其中，f表示自然频率，K表示刚度系数，m表示质量。
需要注意的是，这个公式只适用于线弹性范围内的结构变形。
5. 什么是船舶的静力稳定性？船舶的静力稳定性是指船舶在静止状态下，抵抗外力翻覆的能力。
它是通过船舶的稳定性曲线来描述的。
稳定性曲线是以船舶的倾覆角度为横坐标，以船舶的稳定性指标（如右倾力矩或倾覆力矩）为纵坐标的曲线。
6. 如何计算船舶的稳定性指标？船舶的稳定性指标可以通过以下公式计算：M = V * GZ其中，M表示稳定性指标，V表示船舶的体积，GZ表示船舶的倾覆力矩曲线与纵轴之间的距离。
稳定性指标越大，说明船舶的稳定性越好，抵抗倾覆的能力越强。
7. 什么是船舶的动力稳定性？船舶的动力稳定性是指船舶在航行状态下，抵抗外力翻覆的能力。
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”。
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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v
6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0
12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。
15板弯曲理论的基本假定：直线法假定、薄板弯曲、刚性板假定。
直线法假定：板变形前垂直于中面的法线在变形后仍为直线，且变形前在中面法线上的点在变形后距中面的距离不变。
16杆失稳（屈曲）：受轴压的直杆，当受到压力大到一定程度时它将不能保持其原来的直线平衡状态，此时若给杆一个干扰，杆就在其最小刚度平面内弯曲。
17侧向稳定性：受横荷重作用的梁的弯曲，由于梁弯曲时下翼板受压，所以当横荷重大到一定程度时下翼板将失稳而发生侧向弯曲并导致整个梁的扭曲。
18皱折：承受中面压力或剪力的平板，当压力或剪力大到一定程度时板不能保持它原来的平面平衡状态而弯曲，叫板失去稳定性或平板皱折。
19船舶结构的稳定性问题，除了支柱外，主要是甲板骨架和甲板板的稳定性问题。
20后屈曲强度：板在失稳后不是立即破坏，还能继续承受一定程度的压缩荷重。
21临界荷重是结构处于临界状态的荷重。
判断是否处于临界，给结构一微小偏移，若结构在偏移位置不能平衡而要回到原处，则原来的平衡位置稳定，相应荷重小于临界荷重，若不能复原则原结构平衡位置不稳定，相应荷重大于临界荷重。
若平衡，则中性，结构荷重等于临界荷重。
22承受总纵弯曲构件：连续上甲板、船底板、甲板及船底纵骨。
横向弯曲构件：甲板强横梁、船底肋板、肋骨。
局部弯曲构件：甲板板、平台甲板、船底板、纵骨。
承受横向弯曲和总纵弯曲构件：甲板、船底板。
23柱子曲线用途：当构件的柔度已知，通过查不同材料的柱子曲线图可得其失稳应力，从而解决压杆的非弹性稳定性问题。
24板条梁与普通梁弯曲事的变形特点：板条梁两个侧面受到相邻板的约束而不能自由变形，而普通梁的侧面是自由的。
侧面约束：板条梁在变形后的截面为矩形，而普通梁弯曲的截面不再保持矩形。
25杆的相当长度系数u，杆的长度与断面相同的条件下，两端固定程度越大，欧拉力越大，杆越稳定。
26总纵强度：将船作为一个整体来研究的强度问题。
横向强度：船体的横向构件及船体的局部构件因局部荷重而发生变形或受到破坏，需研究这些横向构件或局部构件的强度问题。
27初参数法的解题步骤：a写出受一般载荷作用梁的挠曲线通用方程b根据梁的实际载荷写出梁的具体挠曲线方程c利用梁边界条件求出挠曲线方程的未知参数d将初参数回代到挠曲线方程得到挠曲线方程e求出其他弯曲要素。
28板条梁：在板的筒形部分沿弯曲方向取一个单位宽度的狭条梁来考虑。