灵便型散货船报告
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
1.1灵便型散货船报告
1.1概要
由于国际经济低迷，全球散货市场在2009年将会萎缩。首当其冲的是钢产量的巨幅减产。2008年6月到11月间全球钢产量下降了25%。作为全球最大的钢生产国-中国也在同期创下了25%的跌幅。许多迹象表明目前至少是在中国钢产量已经见底。从日产量来看，中国11月份的钢产量就10月份略有所回升。
所有商品贸易都受到了金融危机的影响，尤其是钢铁产业影响更为迅速。幸运的是灵便型船方面受钢铁产业影响较其他大型船舶要小。
整理编辑：
Braemar Seascope Research Department
35 Cosway Street,London
NW1 5BT
Tel:++44(20)7903 2792
我们尽最大努力确保本报告里信息和分析的准确性，但Braemar Seascope对此报告中出现的繁琐、不准确以及由其产生的后果不承担任何法律责任。未经允许不可转载本报告里任何内容。
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
2.1 贸易
2.2 散货贸易增长
我们预计全球经济在2010年将重新恢复长期增长态势。中国及其他发展中国家的经济将起带头作用，因为其GDP增长率没有跌入衰退期，而许多发达国家已经处于衰退期。
中国也宣布了一系列主要刺激经济的方案，主要是用于基础设施发展与地震后的重建工程。这对中国国内钢材产业以及整体的散货贸易十分有利。
截至2007年的十年间，不包括铁矿石及煤炭，全球干散货贸易以每年4%的速度增长。我们预计尽管从2010年到2015年增长率将低于3%，但干散货贸易将会恢复增长态势（见表2.1）。
表2.1
干散货贸易增长情况（不包括铁矿石和煤炭）
钢铁产业农业产品其他林业
磷矿石/化肥铝土矿/氧化铝矿石
来源：百力马公司
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
2.3 农业散货贸易
农业散货贸易包含小麦，谷粒，含油种子，油粕粉，糖和大米。尽管贸易增长放缓，但是这些主要使用灵便型船舶运输的产品受经济衰退的影响不太大。
截至2007年十年间，农业干散货贸易以平均3.1%的速度增长。但是由于未来贸易受限于出口能力并受价格管制影响，我们预计2010年至2015年间将以略低于目前增速的2.6%增长。
由于全球人口的增长以及发展中国家经济增长带来的饮食结构调整，肉制品的消费需增加从而带动了饲料的需求。
表2.2
农业干散货贸易增长表
小麦谷粒含油种子油粕粉大米糖
来源：英国百力马公司
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
2.4 磷矿石及化肥贸易
磷矿石及化肥贸易受全球农业走势的影响很大。磷矿石贸易运输主要使用灵便型和巴拿马型船，化肥运输则主要使用灵便型船舶，尤其是在发展中国家。
截至2007年的十年间，磷矿石和化肥贸易以平均1.6%的速度增长。尽管有对化肥在全球农业作物生产中使用的担忧，但是预计从2010年至2015年还将以接近1.8%的速度增长（见表2.3）。
表2.3
磷矿石/化肥贸易增长
磷矿石
化肥
来源：英国百力马公司
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
2.5 铝土矿及氧化铝贸易
铝土矿和半加工的氧化铝是生产铝的主要原料。生产1公吨的氧化铝大约需要2.5公吨的铝土矿，生产1公吨的铝需要2公吨的氧化铝。
由于受限于铝的原料生产国热衷于出口带附加值的产品，铝土矿和氧化铝的贸易量相对较少。
然而，随着中国对铝需求的巨大增加，铝土矿贸易巨幅增长。这也是截至2007年的十年间，铝土矿和氧化铝贸易能以平均5.5%的速度增长的主要原因。
预计从2010年至2015年铝土矿和氧化铝贸易增长每年将下降4.75%。(见表2.4) 大部分铝土矿和氧化铝都是用巴拿马型和灵便型船来运输。
表2.4
铝土矿/氧化铝贸易增长表
铝土矿氧化铝
来源：英国百力马公司
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
2.6 小量矿石贸易
小量矿石运输主要是用灵便型船。相比铁矿石，铜，铅，锰，镍和锌矿石在量上更少，但是重要的是他们的价值都远高于铁矿石，因此出口商们都倾向于用灵便型散货船。
主要的装载地在澳大利亚（铜，铅，锰，镍，锌），南美西海岸（铜，铅，锌），南美东海岸（锰），东南亚（铜，镍），北美（铅，镍，锌），非洲（锰）以及印度(锌)。
锰，镍和锌的消耗与钢铁生产联系密切。另外还有其他一些稀有矿石是用船舶运输，例如;铬，锡矿石，但是由于其量非常小，并未列入我们统计中。到2007年的十年间，小量矿石贸易以平均每年超过7%的速度增长，但是我们预计从2010年到2015年，增长速度将回到3.75%。（见表2.5）
表2.5
小量矿石贸易增长表
锰矿石镍矿石锌矿石铜矿石铅矿石
来源：英国百力马公司
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
2.7 钢铁产业小量散货贸易
这部分散货包括焦炭，DRI(直接还原铁)，生铁以及废铁，这些都是用于钢铁生产的主要原料。尽管有来自大型船舶运输量大的竞争，但是钢铁产业小量的散货还是以用灵便型运输为主。
这些商品的大部分都是成品或者半成品钢，2007年其总量甚至超过了粮食的总量。尽管钢铁运输主要使用的是散货船，但是钢铁是一种多样化的商品，从钢薄片，钢条，钢杆这些半成品加工成的未成型的厚钢板到各种加工后的产品如三脚架，H型钢条，T型钢条以及线盘。
同时还有许多种专用钢材如不锈钢，合金和厚钢板产品。这些产品的广泛性多样化是灵便型货船能在钢材贸易运输中占有一席之地的主要原因。
从2007年的近十年间，钢铁产业小量散货贸易以平均每年5.2%的速度增长。预计从2010年至2015年，全球钢铁产业回暖后，将会回到3.3%的增长速度。
表2.6
钢铁产业小量散货贸易增长表
钢铁废铁生铁直接还原铁焦炭
来源：百力马公司
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
2.8 林木业贸易
除了些圆木和少量锯木外，林木产品贸易运输并不经常使用灵便型船。由于木屑密度低，一般都是用设计装载更高容量的专用散货船运输，而不是普通尺寸的散货船。
原木和半成品木头贸易还是以专用的,常带有自动装载及卸载传输带的专业化的开口船舶运输。截至2007年的近十年间，林木产品贸易以平均3.3%的速度增长，但是由于受限于供应的增长，预计2010年至2015年间，增长将回落到2.1%。（见表2.7）
表2.7
林木业产品贸易增长
锯木木屑原木
来源：百力马公司
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
2.9 其他小量散货贸易
在其他小量散货贸易方面，我们的统计涵盖了水泥及水泥溶渣，石油焦炭，盐，硫磺。就灵便型散货船方面来讲，水泥及水泥溶渣是其最重要的载运货物。
石油焦炭和硫磺主要还是用大灵便型船以及巴拿马型船来运输。主要的盐出口地无非是墨西哥西海岸以及澳大利亚西海岸。
出口到远东的墨西哥盐产品是用好望角型散货船（至少有2艘好望角船是用于运输墨西哥至日本的盐产品）。澳大利亚西部的盐产品出口主要用巴拿马型船。截至2007年的近十年间，这四种小量散货船贸易增长了4.4%。预计2010年至2015年将平均增长3.1%。见表2.8
还有其他一些散货商品没有涵盖在我们的统计内。这些一般都是数量较小的，但是也因为这个原因，他们更是灵便型散货船主要运输的货物。这类商品包括有石膏，岩石和沙子等矿产。
表2.8
其他小量散货贸易增长
水泥/水泥溶渣石油焦炭盐硫磺
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
2.10 中国进口散货贸易
中国是主要几个国家里最重要带动散货贸易增长的国家。尽管主要进口增长的商品是铁矿石，但是中国也是其他散货商品贸易方面增长的主因。如果不包括铁矿石和煤炭，到2010年的十年间，中国其他的进口散货贸易以平均12.6%的速度增长，由于工业化和城市化进程放缓，预计2010年至2015年将为7.1%。（见表2.9）
表2.9
中国进口散货贸易表
铁矿石煤炭林木产品
矾土/氧化铝小量矿石农业散货
钢铁产业小量散货其他小量散货磷矿石/化肥
来源：百力马公司
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
3.1 船舶供应
3.2 灵便型船队综述（20,000-39,999载重吨）
由于近5年全球海运市场的兴旺，几乎所有船型大船龄的船都被派上用场了。这样，全球海运船队的平均船龄大大提高了。灵便型船也不例外。
事实上，灵便型散货船队是所有船型里平均船龄最高的之一，大约平均在23年左右。而且，大约66%的20-39,999载重吨灵便型船都是25年或者25年以上了（见表3.1）。因此自1986年以来的近20年来，在20,000-39,999载重吨灵便型船这方面鲜有投资也不足为奇了。
也因此，目前的订单里有980艘都是2009年至2013年交船。而现在订单的吨位数是现有正运营船队总吨数的46%，2009年（348艘）及2010年（338艘）交船吨位数最多
表3.1
灵便型（20-39,999载重吨）船龄表
已交船已订购
来源：百力马公司
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
在这些订单中，中国造船厂占了最大的份额，大约46.68%的新造船订单都是来自中国船厂（见表3.2）紧接着是南韩（23%）和日本（22%）。大约40%的灵便型散货船订单都来自所谓的刚开发的船厂。部分这些造船者容易延期交货甚至不交货，尤其是在目前的国际金融危机下。
由于这个原因，尤其灵便型船订单最易被取消订单，或者不能履行合同。近几周有几艘灵便型船订单取消。最近报道的包括6艘江苏东方造船厂（JES）的37,500DWT船和10艘JINSE 重工的32,000DWT船。还有，现代MIPO的3艘36,500DWT船订单最近被改为成
品油轮。
表3.2
3.2各国灵便型（20-39,999载重吨）订单表
总载重吨（百万）
来源：百力马公司
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
3.3 拆船
随着2008年最后一季度国际干散货市场进入衰退期，本要用来交易的大船龄船减少了，因此经过长期拆船数量特别少后，去年年底大量船突然涌入拆船市场。然而，近期的拆的一些船只是老船龄船队的冰山一角。预计在2009年市场上会有大量的灵便型船进入拆船市场。表3.3
灵便型（20-39,999载重吨）拆船表
来源：英国百力马公司
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
3.5 灵便型船队细分类 – 20-24,999载重吨部分
由于其灵活性，这部分是灵便型散货船里用的最多的。它能在所有的散货船港口操作，因此能卸载大部分种类的散货，在当前衰退期，20-24.999还是保持最高的运费（载重吨/美金）。22,000载重吨级是这部分最普遍的，尤其是在亚太，南美以及非洲次大陆的一些发展中国家。同时它能在对吃水有限制的港口加载货物，例如在RIVER PLATE港。
随着目前全球贸易衰退，租船主纷纷开始摒弃老船龄的船。因此我们预计2009年拆船数量将大幅提高。这有利于提高供应和需求平衡同时促进新式船舶的贸易发展。值得注意的是这个吨位的订单数要比其他吨位灵便型船订单少的多。事实上，目前手持新造船订单还不到现正在使用中船队的15%。但是由于中国船厂对本国船东的偏好，他们在这个级别吨位的订单准确数还不确定。因此，实际上的订单数有可能高于报道的数量。
许多租船者都认为在目前的经济低迷期，带箱型货舱和25-35公吨装卸设备的船最受欢迎。
表3.4
灵便型（20-24,999载重吨）船龄表
已交船已订购
来源：百力马公司
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
3.625,000-29,999载重吨方面
这部分主要是28,000载重吨的灵便型散货船，它与20-24,999载重吨船有相似的灵活性。另外，28,000载重吨级船有一部分买卖与30-34,999载重吨船会重复。
随着近年来30-34,999载重吨级船的订单大量增加，这几个载重吨级的竞争会更加激烈。然而，由于货物批量较小，贸易商们更倾向于28,000载重吨。这些货物主要有木头，钢铁产品，化肥，大米和糖。
这部分贸易主要来自亚太地区，印度尼西亚/澳大利西亚到日本，韩国及中国的贸易是这吨位级最主要的需求。
目前还有大量的船龄在25年以上的20-24,999载重吨船还在运营，由于全球贸易的萎缩及租船者愿意选择现有的最新效率最高的船只，我们预计不久更多的大船龄船都将被淘汰。
表3.5
灵便型（25-29,999载重吨）船龄表
已交船已订购
来源：百力马公司
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
这部分船中，设有加固的舱口和甲板支撑的运输圆木的船是最具灵活性的。投资于这类船的船东们因此得到了最好的贸易机会，获得了很好的回报。
3.7 30-34,999载重吨
这一部分占现有新造船订单数比例最大。其吨位数是现运营中船队的198%。迹象表明这一级别的订单居多是造船厂们的最新标准设计引起的，而不是市场本身带动的。
32,000-33,000载重吨是这个类别最普遍的。
表3.6
灵便型（30-34,999载重吨）船龄表
已交船已订购
来源：百力马公司
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
3.835-39,999载重吨
这个吨位级的订单相对30,000-34,999载重吨部份要少，新造船的订单吨位数大约是目前运营中船队吨位数的26%（见表3.7）。这部分也有相当多已有25年船龄甚至更老的船，大约占了35%。然而，由于运载能力更高，而吃水却与30-34,999载重吨级别的船差不多，因此这个吨位级的船依然是粮食贸易商们青睐的载货船。这部分中带抓斗的船略胜一筹，普遍用于散货糖及粮食运输。
表3.7
灵便型（35-39,999载重吨）船龄表
已交船已订购
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
4.1 租金
4.2 租金综述
28,000载重吨级一年租约的租金在2008年8月份曾高达40,000美金/天，到今年一月份初跌落至约7,500美金/天。但是由于租赁市场回暖，租金价格已慢慢启稳。
表4.1
灵便型28,000载重吨期租租金
来源：百力马公司
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
5.1灵便型散货船的所有权
5.2 船的所有权
尽管中国，希腊，北欧的船东继续占据主要市场，但是灵便型船队的所有权已经全球化。主要的中国船东控制了最大的船队，波兰的STEAMSHIP 公司（PZM ）是欧洲灵便型散货船最大的船东，丹麦的CLIPPER 集团和LAURITZEN BULKERS 紧随其后。所有这些船东们手持了大量的新造船订单，因此在未来的船东排行表上不会有什么变化，以下是前100名船东列表。
表格5.1
前100名船东，根据总载重吨排名：
船东
运营中的船只数量
运营中的船只吨位数 已订购的船只 订购船只吨位数
总载重
吨
灵便型散货船市场分析报告- 2009年1月
各种散货船船型比较
干散货船，或简称散货船，一般用来散装运输谷物、煤、矿砂、盐、水泥等大宗干散货物的船舶，干散货船的货种单一，不需要包装成捆、成包、成箱的装载运输，不怕挤压，便于装卸，所以都是单甲板船。总载重量在500吨以上的，一般不装起货设备。由于谷物、煤和矿砂等的积载因数（每吨货物所占的体积）相差很大，所要求的货舱容积的大小、船体的结构、布置和设备等许多方面都有所不同。因此，一般习惯上仅把装载粮食、煤等货物积载因数相近的船舶，称为散装货船， 装载积载因数较小的矿砂等货物的船舶，称为矿砂船。用于粮食、煤、矿砂等大宗散货的船通常分为如下几个级别。 （1）总载重量DW为1000吨级以上，称为好望角型船。 （2）总载重量DW为600吨级，通常称为巴拿马型。这是一种巴拿马运河所容许通过的最大船型。船长要小于245米，船宽不大于 32．2米，最大的容许吃水为 12．04米。 （3）总载重量DW为35000吨级-400吨级，称为轻便型散货船。吃水较浅，世界上各港口基本都可以停靠。 （4）总载重量DW为200吨级一27000吨级，称为小型散货船。可驶人美国五大湖泊的最大船型。最大船长不超过 222．5米，最大船宽小于 23．1米，最大吃水要小于 7．925米。用于运输矿砂的船，由于载重量越大，运输成本越低，目前，矿砂船最小的总载重量为57000吨；最大的为2600吨；大多数为12000吨-1500吨左右。由于船型高大，在高潮时岸上的起货设备的高度往往不够高。因此，这种矿砂船在装卸货的同时，利用压载水的多少来调节船舶吃水高低。 灵便型散货船（Handysize bulk carrier)：
指载重量在２－５万吨左右的散货船，其中超过４万吨的船舶又被称为大灵便型散货船（Handymax bulk carrier)。众所周知，干散货是海运的大宗货物，这些吨位相对较小的船舶具有较强的对航道、运河及港口的适应性，载重吨量适中，且多配有起卸货设备，营运方便灵活，因而被称之为“灵便型”。 巴拿马型散货船（Panamax bulk carrier)： 顾名思义，该型船是指在满载情况下可以通过巴拿马运河的最大型散货船，即主要满足船舶总长不超过 247.32米，型宽不超过 32.3米的运河通航有关规定。根据需要，调整船舶的尺度、船型及结构来改变载重量，该型船载重量一般在６－７.５万吨之间。 好望角型散货船（Capesize bulk carrier)： 指载重量在１５万吨左右的散货船，该船型以运输铁矿石为主，由于尺度限制不可能通过巴拿马运河和苏伊士运河，需绕行好望角和合恩角，台湾省称之为“海岬”型。由于近年苏伊士运河当局已放宽通过运河船舶的吃水限制，该型船多可满载通过该运河。 大湖型散货船（Lake bulk carrier)： 是指经由圣劳伦斯水道航行于美国、加拿大交界处五大湖区的散货船，以承运煤炭、铁矿石和粮食为主。该型船尺度上要满足圣劳伦斯水道通航要求，船舶总长不超过２２２.５０米，型宽不超过２３.１６米，且桥楼任何部分不得伸出船体外，吃水不得超过各大水域最大允许吃水，桅杆顶端距水面高度不得超过３５.６６米，该型船一般在３万吨左右，大多配有起卸货设备 一、Handy Size 船 35,000 ~ 50,000 DWT级 港口或者运河等没有特别的限制可以自由往来的大小所以被叫做Handy 相对小的港船只xx时本身安装卸载装备
大型散货船大副
大型散货船的货物运输来源：考试大【考试大：你最佳的考试选择】2008年8月19日 1 配货及计算 在收到船东或租家的航次运输指令以后，船方必须着手于配货和宣载并将配货结果及时通知船东、租家或托运人(shipper)。大型船舶在配载过程中要考虑以下问题： (1)装卸货港的名称、地点以及水尺限制；计划航线区的水尺限制；装卸货港的海水密度；载重线，季节区域的规定。 (2)所装货物的品名、积载因数(stowage factor)及有关货物的运输及装卸注意事项。 (3)航次指令上所要求的装货数量。一般航次指令上有两种要求：一种是含多少百分比(more or less)，此时货量可以选择在more or less之间；另一种min/max，此时则货不能多装，也不能少装，计算预装数量时要特别谨慎。 (4)油水以及残留压舱水的估计。 (5)船舶常数(comtant)的估计。船舶常数虽称为常数，但实际上每个航次测算出的常数都有不同。很显然，将常数控制到最小值将相应增加船舶的装货量，这对船东和租家等均是有利的。控制船舶常数可以从以下几个方面着手： ①诚实报出安全油(safety margin oil)。一般租方不会不同意船方留有安全油，但有些轮机长还藏口袋油(私房油)。此做法是习惯做法，但因目前各国加油港很多，而且遍布全球，故大可不必隐藏口袋油，否则势必造成船舶常数的增加使船东和租家因此蒙受无谓损失。 ②机舱的舱底污水(bilge water)与污水舱内污水在到港前应先排除干净。如果水舱污水过多，必将造成船舶常数的相应增加。 ③到港前，大副应亲自或派人检查每个干隔舱，并将每个有积漏水的干隔舱内的水排干。否则一旦某干隔舱有漏渗的积水，就会造成船舶常数增加几十甚至几百吨。 ④抵港装货前，大副应同轮机长核对油帐。油帐应包括下列各舱的数量而不可略去不报，以致造成无法控制船舶常数，为了船东的长期利益，应彼此互相合作，将以下各舱的存油量诚实报出口大副也应于装货前在海洋上及早提醒轮机长做好下列各舱的油帐：BILGE TANK，FO OVERFLOW TANK BILGE OIL TANK，LUB OIL SUMP TANK，FO SETTING TANK，FO SERVICE TANK，DO SETTING&SERVICE TANK。 (6)船舶中垂(sagging)对货物影响的估计。因大型散货船满载后定有中垂现象的发生而中垂对货量的影响为defomation corretion=1/4X船舶预计中垂值(单位为cm)XTPC(单位为吨每cm)。减少船舶中垂的方法是将船舶中部的一些大舱少装一些货，而将货分配到船舶首尾附近的货舱。 2 大型散货船的装货顺序(loading sequence) 大型散货船所靠的装货码头大多有着极快的装货速度，如澳大利亚、南美和南非的一些装货港，装货速度少则近万吨每小时，有的达到近2万吨每小时，而且港方都要求船方提供的装货顺序须使货物在两轮周期内装完。如此严格的装货条件船舶大副就必须认真谨慎地安排各舱的装货量和装货顺序。在安排货物的分舱和装舱顺序时要考虑如下问题： (1)满足装货港装货机的净空高度(airdraft)要求O大型船舶的型深都在25m左右在某些装货港因装货机{cargo loader)对船舶净空高度的限制，船舶必须注入压载水才能满足其装货条件。capesize型散货船一般有九个货舱，其中2、63舱为可压载舱。 (2)根据码头水深和装货机对船舶净空高度的要求，确定船舶的最大和最小吃水并确保船舶的脂艇吃水始终在最大和最小吃水范围之内。 (3)为排水方便顺利，应始终保持船舶的尾倾(trim by stern)，并比较装货速度和排水速度，确定装货期间的叫停时机。 (4)在整个装货和排水过程中，船舶在每个极度受力的最不利状态的剪力、弯矩等均须在海上状态(sea condition)校验的允许值之内。
结构动力学 论文
《结构动力学》 课程论文
结构动力学在道路桥梁方面的应用 摘要：随着大跨径桥梁结构在工程中的应用日趋广泛，施工控制问题也越来越受重视。结构动力学在各方面都有极为重要的作用，其特性也被广泛应用于桥梁结构技术状态评估中。结构动力学在道路桥梁方面应用十分广泛，比如有限元模型、模态挠度法、桥梁结构（强度、稳定性等）、状态评估、结构模态、结构自由衰减响应及其在结构阻尼识别中的应用、结构无阻尼固有频率与有阻尼固有频率的关系及其应用等，尤其是结合桥梁的检测、桥梁荷载试验与状态评价。本文就其部分内容进行介绍。 关键词：结构动力学道路桥梁应用 如今，科学技术越发先进，结构动力特性越来越广泛地应用于桥梁结构抗震设计、桥梁结构故障诊断和桥梁结构健康状态监测等工程技术领域,由此应用而涉及到的一些动力学基本概念理解的问题应运而生。对于此类知识，我了解的甚少，上课期间，老师虽有讲过这相关内容，但无奈我学到的只是皮毛。我记忆最深的是老师给我们放的相关视频，有汶川地震的，有桥梁施工过程的，还有很多因强度或是稳定性收到破坏而倒塌的桥梁照片。老师还告诉了我们修建建筑物的原则：需做到小震不坏，中震可修，大震不倒。还有强剪弱弯，强柱弱梁，强结点强锚固。桥梁在静止不受外力扰动时是不会破坏的，大多时候在静止的荷载作用下也不会发生破坏，但当桥梁受到动力荷载时就很容易发生破坏了，所以我们在修建桥梁是必须事先计算好最佳强度等等需要考虑的量。下面简单介绍一下结构固有频率及其应用和弹性模量动态测试。 1.结构固有频率及其应用 随着对结构动力特性的深入研究,其被越来越广泛地应用于结构有限元模型修正、结构损伤识别、结构健康状态监测等研究领域.一般情况下,由于结构阻尼较小,因此在结构动力特性的计算分析中,往往不计及结构阻尼以得到结构的振型和无阻尼的固有频率fnj(j=1,2,∧∧);而在结构的动态特性的试验中,识别的却是结构有阻尼的固有频率fdj.理论上有[1,2]fdj 《结构动力学》读书报告 学院 专业 学号 指导老师 2013 年 5月 28日 摘要：本书在介绍基本概念和基础理论的同时，也介绍了结构动力学领域的若干前沿研究课题。既注重读者对基本知识的掌握，也注重读者对结构振动领域研究发展方向的掌握。主要容包括运动方程的建立、单自由度体系、多自由度体系、无限自由度体系的动力学问题、随机振动、结构动力学的前沿研究课题。侧重介绍单自由度体系和多自由度体系，重点突出，同时也着重介绍了在抗震中的应用。 1 概述 1.1结构动力学的发展及其研究容： 结构动力学，作为一门课程也可称作振动力学，广泛地应用于工程领域的各个学科，诸如航天工程，航空工程，机械工程，能源工程，动力工程，交通工程，土木工程，工程力学等等。作为固体力学的一门主要分支学科，结构动力学起源于经典牛顿力学，就是牛顿质点力学。质点力学的基本问题是用牛顿第二定律来建立公式的。牛顿质点力学，拉格朗日力学和哈密尔顿力学是结构动力学基本理论体系组成的三大支柱。 经典动力学的理论体系早在19世纪中叶就已建立，。但和弹性力学类似，理论体系虽早已建立，但由于数学求解上的异常困难，能够用来解析求解的实际问题实在是少之又少，能够通过手算完成的也不过仅仅限于几个自由度的结构动力体系。因此，在很长一段时间，动力学的求解思想在工程实际中并未得到很好的应用，人们依然习惯于在静力学的畴用静力学的方法来解决工程实际问题。 随着汽车，飞机等新时代交通工具的出现，后工业革命时代各种大型机械的创造发明，以及越来越多的摩天大楼的拔地而起，工程界日新月异的发展和变化对工程师们提出了越来越高的要求，传统的只考虑静力荷载的设计理念和设计方法显然已经跟不上时代的要求了。也正是从这个时候起，结构动力学作为一门学科，也开始受到工程界越来越高的重视，从而带动了结构动力学的快速发展。 结构动力学这门学科在过去几十年来所经历的深刻变革，其主要原因也正是由于电子计算机的问世使得大型结构动力体系数值解的得到成为可能。由于电子计算机的超快速度的计算能力，使得在过去凭借手工根本无法求解的问题得到了解决。目前，由于广泛地应用了快速傅立叶变换（FFT），促使结构动力学分析发生了更加深刻地变化，而且使得结构动力学分析与结构动力试验之间的相互关系也开始得以沟通。总之，计算机革命带来了结构动力学求解方法的本质改变。 作为一门课程，结构动力学的基本体系和容主要包括以下几个部分：单自由度系统结构动力学，；多自由度系统结构动力学，；连续系统结构动力学。此外，如果系统上所施加的动力荷载是确定性的，该系统就称为确定性结构动力系统；而如果系统上所施加的动力荷载是非确定性的，该系统就称为概率性结构动力系统。 1.2主要理论分析 结构的质量是一连续的空间函数，因此结构的运动方程是一个含有空间坐标和时间的偏微分方程，只是对某些简单结构，这些方程才有可能直接求解。对于绝大多数实际结构，在工程分析中主要采用数值方法。作法是先把结构离散化成为一个具有有限自由度的数学模 第一章散货船定义及船体结构特点 第一节散货船定义 散装运输谷物、煤、矿砂、盐、水泥等大宗干散货物的船舶，都可以称为干散货船，或简称散货船。SOLAS（2009）公约定义散货船指主要用于运输散装干货的船舶，包括诸如矿砂船和兼装船等船型。因为散货船的货种单一，不需要包装成捆、成包、成箱的装载运输，不怕挤压，便于装卸，所以大多数散货船都是单甲板船。总载重量在50000吨以上的，一般不装起货设备。由于谷物、煤和矿砂等的积载因数（每吨货物所占的体积）相差很大，所要求的货舱容积的大小、船体的结构、布置和设备等许多方面都有所不同。因此，一般习惯上仅把装载粮食、煤等货物积载因数相近的船舶，称为散装货船，而装载积载因数较小的矿砂等货物的船舶，称为矿砂船。 1.散货船定义的演变 散货船各项新要求的频繁推出，很大程度上促进了海上安全，然而，由于各项要求的出发点不同，过快的修订和引用使散货船定义产生了分歧。尤其在2006年7月1日SOLAS 修正案MSC.170(79)生效并修订了XII章散货船的定义之后，SOLAS各章中关于散货船的定义出现了较大分歧。 2006年7月1日前以结构型式和运输散货作为识别散货船的条件的定义的SOLAS第IX章（船舶安全营运管理）第1.6条定义：“散货船系指在货物处所具有单甲板、顶边舱和底边舱，且主要用于运输散装干货的船舶，包括诸如矿砂船和兼装船等船型。”同时，SOLAS 公约的各章也都指向这一定义。（注：在SOLAS2004修正案之前，SOLAS第XII章1.1散货船定义也是引用该定义）。 2006年7月1日后以主要运输散货作为识别散货船的条件的散货船定义SLOAS第XII 章（SOLAS2004修正案）第1.1条定义：“散货船系指主要用于运输散装干货的船舶，包 结构动力检测研究概述 读书报告 结构动力检测研究概述 一.引言 土木工程事故的发生，造成了人员伤亡和财产损失，必然引起人们对土木工程安全性的关心和重视。评估已有建筑物或桥梁等结构在灾害性事件(如：地震、台风、爆炸等)后的健康情况，采用常规检测方法进行检测是费时的。因为主要的结构构件或节点一般都在外覆盖物或者建筑装饰物的下面。为迅速营救生命、拯救财产，立即对它们的健康情况做出评估是很有必要的。例如，1994年1月17日，美国加州Northridge大地震，一些建筑物在主震后并未倒塌，但是结构的损伤没有及时发现并进行处理，在后来的一次余震作用下结构发生了倒塌。1995年日本神户大地震和1999年台湾台中大地震也有类似的情况发生[1]。 人们在基于振动的结构健康监测方面进行了一系列的研究。20世纪70年代和80年代初，石油工业投人大量的人力和物力开发海洋平台健康监测系统；20世纪70年代后期，美国航天航空部门开展了有关航天飞机动力健康监测的研究；1987年以来，美国所有的人造卫星都配置了航天模型的健康监测系统，美国国家航空和宇航局要求所有的发射设备安置结构健康监测系统[2]。20世纪80年代初，土木工程部门开展了桥梁健康监测系统的研究。在连接香港新机场的青马大桥上安装了600多个传感器[3]。期间，虽然得出了一些较为成功的健康监测技术，但是如何从测量的信息来解释结构的健康状态和损伤情况，至今还没有完善的理论体系，基于振动的结构健康监测仍然是一个挑战。 综观结构损伤检测的研究历史，从损伤的定义来划分，大体上可以划分为单元刚度整体下降的损伤检测法和单元之间连接刚度下降的损伤检测法。对于前者，结构的损伤程度可由单元刚度折减系数来表示[4]；对于后者，损伤程度可以由单元之间连接部分(连接单元)刚度的减小来表示，如钢结构梁柱连接部位螺栓的破坏、混凝土与钢筋之间粘结的破坏都属于连接单元失效问题。前者把损伤简单地假定为结构某些单元刚度减小，在此基础上开展的损伤检测研究已经很多了；后一种损伤定义更加接近结构的实际破坏形式，但目前开展的研究工作尚不多。 结构损伤检测从研究对象来看，研究的结构形式是由简单到复杂的一个过程：由简支梁开始到平面框架结构，再到桁架结构和空间结构，如海洋石油井架等。 从研究方法上来划分，可以划分为基于力学理论的损伤检测方法，基于神经网络的损伤检测方法，基于小波分析的损伤检测方法和基于模糊逻辑(fuzzy logic)的损伤检测方法等。基于力学理论的方法可以划分为基于静力学理论和基于动力学理论的方法。基于动力学理论的方法又可以划分为：线弹性理论的损伤检测方法和非线性理论的损伤检测方法。线弹性理论的方法又可以分为：基于模态理论的损伤检测和基于波动理论的损伤检测方法。基于非线性力学理论损伤检测方面的研究文献尚不多见[5]。 二.开展工程结构动力检测的意义 开展工程结构动力检测有如下重大意义：(1)传统的检测手段(如目测和静力检测)和无损检测技术(如超声波)均是结构局部损伤的检测方法，这些方法要求事先知道结构破损的大致位置，所以只能检测到结构表面或附近的损伤。如果是大体量结构，则不仅工作量巨大，而且难以预测结构性能的整体变化。基于结构振动的损伤识别可应用于复杂结构的定量的整体检测，能够有效克服静态检测方法中存在的应用条件限制和工作效率相对较低的缺点。(2)在土木工程实践中，设计、施工存在失误或正常使用中超载、环境腐蚀均可对结构造成不同程度的损伤，利用结构的健康检测技术，不仅可及时发现这些损伤的具体部位，甚至检测到无法接近的或隐蔽的损伤部位，为制定技术、经济水平均较高的加固方案提供充分的技术支持。(3)将结构的健康检测技术应用于结构在线监测，可发现早期的结构损伤，以便及时对结构进行维修，从而排除隐患。结构动力检测方法可不受结构规模和隐蔽的限制，只要在可 散货船简介 根据货物的形态和包装，航海界将海上运输货物划分为液体货、干散货、件杂货3大类。3大类货物是这样划分的：①液体货物：石油、成品油、液化燃气、液态化学品、其它液体货物。②干散货：各种初级产品、原材料。通常根据运输批量的大小，干散货又分为大宗散货和小宗批量散货两类，大宗散货主要有：煤炭、金属矿石、粮食等；小宗批量散货包括：钢铁、木材、化肥、水泥等。③件杂货：主要包括机电设备、化工、轻工医药及其他工业制成品、农牧渔业产品等。这些货物一般以“件”“箱”“捆”等形式托运，包括包装货物(packed carg o)、裸装货物(unpacked carg o或non-packed carg o)和成组化货物(u nitized carg o)。 一、运输范围 从世界主要运输大宗散杂货的港口进口到中国港口（天津、广东、青岛港）等货物，及中国港口（天津、辽宁鲅鱼圈、营口、秦黄岛港）等出口货物。 散杂货运输的常见品名和运输工具：大宗散杂货进口的商品主要有：煤炭、矿沙、谷物、化肥、饲料、大麦等产品，出口有焦碳、矾土等产品。 二、运输方式：整船分为：巴拿马型（七万吨以下）和好望角型（八万吨以上）。 引言 散货船自20世纪50年代中期出现以来，总体上保持着强劲的增长势头。在国际航运业中，散货船运输占货物运输的30%以上。由于货运量大，货源充足，航线固定，装卸效率高等因素，散货船运输能获得良好的经济效益，散货船已成为运输船舶的主力军。随着世界经济的发展，散货船运输仍将保持较高的增长势头。 1. 散货船发展历史 20世纪50年代以前没有专用散货船，都是用普通杂货船运输散货。粮食、水泥等散货的流动性比液体小，都有一定的休止角，因而装这些散货时在舱口围扳内装满后，舱口四周的甲板下仍留有一个棋形空档。船在海上发生横摇后，散货流向空档，形成横贯整个船宽的自由表面。出现较大横摇时散货将流向一舷，船随即横倾，在风浪中很容易发生倾覆事故［1］。据统计，20世纪50年代全世界有150余艘运送散货的船发生海损事故。为了解决这个安全问题，才逐步形成了现在广泛应用的典型专用散货船结构型式：两舷布置底边舱加高舱口围板以保证满舱，两舷布置底边舱便于清舱，也能增加抗沉性；双层底和四个边舱区采用纵骨架式结构以保证船体总纵强度，两舷边舱之间水线附近的总纵弯曲应力很小，采用结构比较简单的横骨架式结构：两个货舱口之间的甲板不参与保证总纵强度，这里的甲板板明显地比舱口线以外的甲板板薄，骨架也减弱。典型专用散货船的出现，较好地解决了散货流动问题，改善了散货运输的安全性，使海上散货船运输进入一个新的发展阶段。在随后的几十年里散货船得到了迅速发展，1960年只有1/4的散货由单甲板承运，而自1980年以来，几乎所有的散货都由专用的散货船承运。20世纪80年代中期以后，散货船船体损伤引起的沉船事故逐渐增多，散货船的安全问题再度受到世人关注，目前已经出现了双壳体结构散货船，虽然双壳体散货船的空船重量和建造成本有所增加，但其安全、经济和运营优势越来越得到航运界的认同，散货船的双壳化己是大势所趋。 2. 散货船分类 广义的散货船包括液体散货船和干散货船；狭义的散货船是指干散货船（本文提及的散货船均指干散货船）。 散货船（干散货船）的分类方法大概有2种。 1）按载重量分 这是一种造船界最常用的分类方法。按载重量大小可将散货船分为五种代表船型即2万~3.5万吨小灵便型、3.5万~5万吨大灵便型、6万~8万吨巴拿马型、10万~18万吨好望角型和20万吨以上超大型散货船。 灵便型散货船(handy bulker)原指载重量为2万~4万吨的较小型散货船，此型船吃水浅，能进出世界众多港口，具有灵便、通用的特点随着航运和造船业的发展，灵便型散货船也得到了进一步的发展，演变出载重量更大的3.5万载重吨以上大灵便型散货船(handymax bulker)，而把3.5万载重吨以下称之为小灵便型散货船(small hand y bulker or handy size bulk)［2］；由于受到河道的限制，6万~8万吨巴拿马型（Panamax bu1ker）最大船长294m，宽32.2m，吃水12m；10万~18万吨好望角型散货船(capesize bulk carrier)在20世纪60年代中后期问世，是通过好望角连接大西洋和太平洋的典型船型，主要 《结构动力学》 读书报告 结构动力学读书报告 学习完本门课程和结合自身所学专业，我对本门课程内容的理解和在各方面的应用总结如下： 1. （1）结构动力学及其研究内容： 结构动力学是研究结构系统在动力荷载作用下的振动特性的一门科学技术，它是振动力学的理论和方法在一些复杂工程问题中的综合应用和发展，是以改善结构系统在动力环境中的安全和可靠性为目的的。本书的主要内容包括运动方程的建立、单自由度体系、多自由度体系、无限自由度体系的动力学问题、随机振动、结构抗震计算及结构动力学的前沿研究课题。 （2）主要理论分析 结构的质量是一连续的空间函数，因此结构的运动方程是一个含有空间坐标和时间的偏微分方程，只是对某些简单结构，这些方程才有可能直接求解。对于绝大多数实际结构，在工程分析中主要采用数值方法。作法是先把结构离散化成为一个具有有限自由度的数学模型，在确定载荷后，导出模型的运动方程，然后选用合适的方法求解。 （3）数学模型 将结构离散化的方法主要有以下三种：①集聚质量法：把结构的分布质量集聚于一系列离散的质点或块，而把结构本身看作是仅具有弹性性能的无质量系统。由于仅是这些质点或块才产生惯性力，故离散系统的运动方程只以这些质点的位移或块的位移和转动作为自由 度。对于大部分质量集中在若干离散点上的结构，这种方法特别有效。 ②广义位移法：假定结构在振动时的位形（偏离平衡位置的位移形态）可用一系列事先规定的容许位移函数fi （它们必须满足支承处的约束条件以及结构内部位移的连续性条件）之和来表示，例如，对于一维结构，它的位形u（x）可以近似地表为： @7710 二送 结构动力学 （1）式中的qj称为广义坐标，它表示相应位移函数的幅值。这样，离散系统的运动方程就以广义坐标作为自由度。对于质量分布比较均匀，形状规则且边界条件易于处理的结构，这种方法很有效。 ③有限元法：可以看作是分区的瑞利-里兹法，其要点是先把结构划 分成适当数量的区域（称为单元），然后对每一单元施行瑞利-里兹法。通常取单元边界上（有时也包括单元内部）若干个几何特征点（例如三角形的顶点、边中点等）处的广义位移qj作为广义坐标，并对每个广义坐标取相应的插值函数作为单元内部的位移函数（或称形状函数）。在这样的数学模型中，要求形状函数的组合在相邻单元的公共边界上满足位移连续条件。一般地说，有限元法是最灵活有效的离散化方法，它提供了既方便又可靠的理想化模型，并特别适合于用电子计算机进行分析，是目前最为流行的方法，已有不少专用的或通用的程序可供结构动力学分析之用。 （4）运动方程 散货船现状及其发展趋势 散货船自20世纪50年代中期出现以来，总体上保持着强劲的增长势头。在国际航运业中，散货船运输占货物运输的30%以上。由于货运量大，货源充足，航线固定，装卸效率高等因素，散货船运输能获得良好的经济效益，散货船已成为运输船舶的主力军。随着世界经济的发展，散货船运输仍将保持较高的增长势头。 1. 散货船发展历史 20世纪50年代以前没有专用散货船，都是用普通杂货船运输散货。粮食、水泥等散货的流动性比液体小，都有一定的休止角，因而装这些散货时在舱口围扳内装满后，舱口四周的甲板下仍留有一个棋形空档。船在海上发生横摇后，散货流向空档，形成横贯整个船宽的自由表面。出现较大横摇时散货将流向一舷，船随即横倾，在风浪中很容易发生倾覆事故［1］。据统计，20世纪50年代全世界有150余艘运送散货的船发生海损事故。为了解决这个安全问题，才逐步形成了现在广泛应用的典型专用散货船结构型式：两舷布置底边舱加高舱口围板以保证满舱，两舷布置底边舱便于清舱，也能增加抗沉性；双层底和四个边舱区采用纵骨架式结构以保证船体总纵强度，两舷边舱之间水线附近的总纵弯曲应力很小，采用结构比较简单的横骨架式结构：两个货舱口之间的甲板不参与保证总纵强度，这里的甲板板明显地比舱口线以外的甲板板薄，骨架也减弱。典型专用散货船的出现，较好地解决了散货流动问题，改善了散货运输的安全性，使海上散货船运输进入一个新的发展阶段。在随后的几十年里散货船得到了迅速发展，1960年只有1/4的散货由单甲板承运，而自1980年以来，几乎所有的散货都由专用的散货船承运。20世纪80年代中期以后，散货船船体损伤引起的沉船事故逐渐增多，散货船的安全问题再度受到世人关注，目前已经出现了双壳体结构散货船，虽然双壳体散货船的空船重量和建造成本有所增加，但其安全、经济和运营优势越来越得到航运界的认同，散货船的双壳化己是大势所趋。 2. 散货船分类 广义的散货船包括液体散货船和干散货船；狭义的散货船是指干散货船（本文提及的散货船均指干散货船）。 散装船货舱上部舱壁清洗难题及解决方案的探讨 钱德生崔建辉 摘要：本文作者根据自己多年在船工作经验，利用船上现有条件，动手解决了大型散货船，特别是HANDY MAX和PANAMAX型船舶存在的清洗货舱上部的难题。通过实际的操作，达到了良好的效果，具有推广的价值。 关键词：大灵便型和巴拿马极限型散货船清洗货舱上边柜清洗自制铝梯舱口梯舱口直角梯 屈指算来，笔者在船工作已有三十多年了,早些年在杂货船，集装箱和滚装船上工作, 近十多年来转到散装船上服务。在许多全套配备中国船员的散货船上,轮机部船员也要参加货舱清洗,作为一名轮机长笔者亦多次参加了洗舱工作,切身体会到了清洗货舱工作的艰辛和困难。在近年来工作中遇到过的诸多难题，清洗货舱上部舱壁就是其中之一。 此类大型散货船，也就是大灵便型和巴拿马极限型散货船，清洗货舱最大的难题首先在于货舱高度。典型的巴拿马型散装船，货舱底部到舱口围的距离超过17米。站在货舱底部用水枪冲洗高处舱壁，洗舱水虽可达到舱壁，但冲击力已经大大衰减了，不能有效地冲洗去残余货物的污迹，特别是刚装完煤炭货舱高处留下的痕迹，马上又要装载谷物类清洁货物。单单靠洗舱水是不能够轻易洗掉污迹，这就得爬上高梯，去用长竿刮板边刷洗边冲水，方可洗去污迹。这就增加了工作的难度，降低了效率，还增加了工作的危险性。其二，由于散货舱结构的特点，有上边柜。货舱上部两舷侧舱壁就是上边柜外板，这里是最难清洁到的区域，即便使用长梯，三节梯长达到18米，长梯的顶端需要靠在直立的舱壁上，依然很难使用长竿刮板接触到上部倾斜舱壁的受污处。且角度不佳，很难用上力量。所以，一旦上部倾斜舱壁受污，船员将无法正常清洁。 虽然某些船舶使用工作井架来解决上述难题，但是所用的井架必须很高，以便船员站在顶部可以使用长竿触到货舱顶部，因而至少要10米以上。如此高度的工作井架，要确保它的安全性和可靠性, 底座必须要做的较宽大,必然导致井架体积太大，重量超重，失去便利性，效率低下，使用不便。为减轻重量，不得不牺牲安全部分，底座做得小些，上下一样大小，重量也相对轻一些，容易搬运。但是，即便如此，单靠人力还是搬不动的。需要使用克令吊或吊杆方可吊入和吊出。巴拿马极限型散货船大部分没有配备甲板机械，不可能使用。 另外，这样的井架不安全，容易滑倒，特别是在海上船舶横纵摇动的时候。笔者服务过的香港某航远公司就发生过工作井架在清洗货舱时倒下，2名船员当场不幸身亡。公司立即发出通函,公司船队即刻起一律停止使用这类工作井架作业。但是，在其他船舶上，笔者依然可以看到甲板部弟兄使用简易工作井架来清洗货舱,让人揪心，担心他们的安全。但是，没有看到过有更好的替代办法。 早想设计制作一个安全,轻便,灵活，有效的一个专用设备，用来清洗货舱上部倾斜舱壁。但是思虑再三，存在诸多担心，主要是考虑到安全问题和船上没有完备的材料，因而没有付诸实施。但是，这件事挂在心头，挥之不去。最后痛下决心去设计这么一个安全,轻便,灵活有效的一个专用设备,是去年再次又遇到此问题。洗舱作业中，货舱上部位臵太高,扫舱工具够不到,仅靠高压水冲洗冲不干净,只有边冲水边洗刷方能清洁干净。甲板水手不得不爬上长梯,再用长竹竿帮上刷子去刷,下面船员用水配合冲洗.站在5-6米高的梯子上,双手握着5-6米的长竹竿去刷,在此保护措施的情况下,操作难度很大,速度很慢，并且很不安全，让人揪心。 鉴于此，笔者定下决心，利用船上现有的条件，解决此难题。自己动手开始边设计边制作。设计目标是确保安全，重量轻，使用方便，容易操作，效果明显，可以大幅度提高清洗货舱高处舱壁的效率，也可以用来对该区域进行除锈和刷漆。 经过了长达一个月不懈的努力，多次反 计算结构力学读书报告 XX1 （XX大学） 摘要：本文主要叙述了在阅读与学习《计算结构力学》这本书的一些相关的心得体会；在学习由原作者所创立的样条有限点法的过程中，收获了一些新的理解与体验。 关键词：计算结构力学；样条有限点法；读书报告 Computational Structural Mechanics Reading Report （XX） Abstract: This article mainly describes some of the relevant experiences in reading and learning the book “Computational Structural Mechanics”. In the process of learning the spline point method established by the original author, some new understandings and experiences were learned. Keywords: computational structural mechanics; spline finite point method; reading report 引言 工程中的许多问题，从本质上来说都可以归结到力学问题。而这些力学问题，如果按照传统的解析求解方式，往往只能求解一些较为简单和理想化的力学问题，同时又需要专业的力学家花费大量的时间和精力推导公式，并将之记录在教科书中。而近代以来，又有许多力学数学界的专家共同努力，创造出了用于解决力学分析问题的有限单元法，随着电子计算机的发展，利用有限单元法，借助电算方式，求解工程中的力学问题已成为一种趋势。 工程中的力学问题，从本质上说是非线性的，线性假设只是实际问题的一种简化。如果工程中的结构按照线性理论设计，不仅会浪费，而且还会造成灾难。在结构工程设计中，如果考虑弹塑性问题，则可以挖掘材料潜力，提高工程结构承受能力，节约材料，正确估计工程安全度，使工程经济合理及安全可靠；如果按照线弹性理论设计，则会显得过于保守。由此可知，在各种工程设计中，只假设它为线性问题是不够的，必须进一步考虑非线性问题才能保证工程既经济合理又安全可靠。近几年来，在现代化建设中，人们面临着越来越多的非线性力学问题，结构非线性分析已成为工程设计不可缺少的一个工作。因此，结构非线性力学已成为工程设计不可缺少的一个重要学科。 1基本概念 1.1材料特性 在结构工程中，所使用的材料有很多，广泛使用的材料有钢材、混凝土、岩土以及各种砖石。 在单向拉伸状态中，材料由初始弹性状态进入塑性状态的界限是屈服极限。这被称为单向拉伸状态的屈服条件，也称初始屈服条件，它的表达式为：f(σ)=σ?σs=0。 式中，σ和σs分别为应力和屈服极限，f(σ)为屈服函数。如果σ<σs，则f(σ)<0，这时试件处于弹性状态；如果σ>σs，则f(σ)>0，这时试件进入塑性状态。 经过屈服阶段后，材料又恢复抵抗变形的能力，必须增加荷载才能产生变形，这种现象称为材料强化，也称硬化。 1.2应力与应变状态 物体的任意一点的应力状态可由九个应力分量来描述，而且这些分量构成一个二阶对称张量： 散货船简介 散货船是指专门用于载运粉末状、颗粒状、块状等非包装类大宗货物的运输船舶。属于这类船舶的主要有：普通散货船、专用散货船、兼用散货船以及特种散货船等。 （1）普通散货船 普通散货船一般为单甲板、尾机型、货舱截面呈八角型。船体结构较强，以适应集中载荷的需要。此外，在有大吨位散货船航行的港口码头上都有相应的装卸设备，所以4万吨以上的散货船一般都不设置起货设备，尤其是在特定的港口间进行专线运输。 几种常见的散货船吨位为：可以通航于圣劳伦斯水道，进出五大湖的2～4万吨级的“灵便型”散货船。其中轻便型（HANDY）：20 000～35 000载重吨，吃水10米；灵便型（HANDYMAX）：40 000～47 000载重吨，吃水11.5米。可通过巴拿马运河，6～7万吨级的“巴拿马型”（PANAMAX）散货船，吃水13米多。以及只能绕经非洲好望角或南美洲海角而长途航行的，载重量为10～18万吨级的“好望角型”（CAPESIZE）散货船。 （2）专用散货船 专用散货船是根据一些大宗大批量的散货对海上运输技术的特殊要求而设计建造的散货船，主要有运煤船、散粮船、矿砂船以及散装水泥船等，它们各自的特点如下： 运煤船的船型最接近于普通散货船，船上设有良好的通风设备，以防止煤发热自燃。 散粮船的舱容系数比普通散货船大，因为，散装粮食的积载因数较大。散粮在船舶航行中会逐渐下沉，为限制其自由面效应，一般都将散粮船的货舱口围壁加高，并缩小货舱口尺度，使货物沉降后的表面积限制在舱口范围内。 矿砂船对货舱的容积要求不大，因矿砂的积载因数较小，但载荷较集中。为适当提高货物重心，改善船舶性能，有利于货物装卸，常将双层底抬高，且货舱两侧设纵向水密隔壁，使货舱剖面呈较小的矿斗形，船体结构强度亦较强。 散装水泥船的甲板上不设置吊杆式等起货装置，但为装卸水泥，设有气动式或机械式的水泥装卸设备。为防止散装水泥飞扬、水湿结块，因此货舱口较小， 如何划分handy、Panamax、Capesize 三种船型? 灵便型散货船（Handysize bulk carrier）：指载重量在2－5万吨左右的散货船，其中超过4万吨的船舶又被称为大灵便型散货船（Handymax bulk carrier)。众所周知，干散货是海运的大宗货物，这些吨位相对较小的船舶具有较强的对航道、运河及港口的适应性，载重吨量适中，且多配有起卸货设备，营运方便灵活，因而被称之为“灵便型”。 巴拿马型散货船（Panamax bulk carrier）：顾名思义，该型船是指在满不超过274.32米，型宽不超过32.30米的运河通航有关规定。根据需要，调整船舶的尺载情况下可以通过巴拿马运河的最大型散货船，即主要满足船舶总长度、船型及结构来改变载重量，该型船载重量一般在6－7.5万吨之间。 好望角型散船（Capesize bulk carrier）：指载货重量在15万吨左右的散货船，该船型以运输铁矿石为主，由于尺度限制不可能通过巴拿马运河和苏伊士运河，需绕行好望角和合恩角，台湾省称之为“海岬”型。由于近年苏伊士运河当局已放宽通过运河船舶的吃水限制，该型船多可满载通过该运河。 散货船：散装运输谷物、煤、矿砂、盐、水泥等大宗干散货物的船舶，都可以称为干散货船，或简称散货船。因为干散货船的货种单一，不需要包装成捆、成包、成箱的装载运输，不怕挤压，便于装卸，所以都是单甲板船。总载重量在50000吨以上的，一般不装起货设备。由于谷物、煤和矿砂等的积载因数（每吨货物所占的体积）相差很大，所要求的货舱容积的大小、船体的结构、布置和设备等许多方面都有所不同。因此，一般习惯上仅把装载粮食、煤等货物积载因数相近的船舶，称为散装货船，而装载积载因数较小的矿砂等货物的船舶，称为矿砂船。用于粮食、煤、矿砂等大宗散货的船通常分为如下几个级别。 （1）总载重量DW为100000吨级以上，称为好望角型船。 （2）总载重量DW为60000吨级，通常称为巴拿马型。这是一种巴拿马运河所容许通过的最大船型。船长要小于245米，船宽不大于32．2米，最大的容许吃水为12．04米。 （3）总载重量DW为35000吨级- 40000吨级，称为轻便型散货船。吃水较浅，世界上各港口基本都可以停靠。 （4）总载重量DW为20000吨级一27000吨级，称为小型散货船。可驶人美国五大湖泊的最大船型。最大船长不超过222．5米，最大船宽小于23．1米，最大吃水要小于7．925米。用于运输矿砂的船，由于载重量越大，运输成本越低，目前，矿砂船最小的总载重量为57000吨；最大的为260000吨；大多数为12000吨- 150000吨左右。由于船型高大，在高潮时岸上的起货设备的高度往往 硬膜下血肿 病因 急性和亚急性硬膜下血肿一般为加速性暴力引起皮质与静脉窦之间的桥静脉撕断或是 脑挫裂伤皮质血管破裂引起出血，多发生在着力点的对冲部位。慢性硬膜下血肿绝大多数 有轻微头外伤史，尤以老年人额前或枕部着力。小儿慢性硬膜下血肿双侧居多，常因产伤 引起。 临床表现 1.急性硬膜下血肿 临床症状较重，并迅速恶化，尤其是特急性血肿。中间清醒期较少见，昏迷程度逐渐 加深。颅内压增高症状出现较早，脑疝症状出现较快，局灶症状如偏瘫、失语多见。 2.慢性硬膜下血肿 病史多不明确，可有轻微外伤史。慢性颅内压增高症状常于伤后1～3个月后出现如 头痛、视物模糊、一侧肢体无力等。精神智力症状表现为记忆力减退、智力迟钝、精神失 常等。局灶性症状表现为轻偏瘫、失语等。 检查 1.X线平片检查 部分急性硬膜下血肿病人伴有颅骨骨折，慢性硬膜下病人可显示脑回压迹、蝶鞍扩大 和骨质吸收。 2.头部CT扫描 急性硬膜下血肿在脑表面呈新月形或半月形高密度区。而慢性硬膜下血肿在颅骨内板 下可见一新月形、半月形混杂密度或等密度阴影，中线移位、脑室受压。 3.头部MRI扫描 亚急性或慢性硬膜下血肿MRI的T1和T2均表现为高信号。 诊断 急性硬膜下血肿根据外伤史、颅高压增高情况、伴有局灶体征，结合头颅CT扫描即 可明确诊断。慢性硬膜下血肿多发于老年人及小儿。一般在伤后3周至数月出现慢性颅内 压增高症状，多数经头颅CT扫描即可明确。 治疗 1.急性硬膜下血肿 出血量较少，无进行性意识恶化，血肿厚度<10mm，中线移位<5mm的急性硬膜下血肿，可暂行非手术治疗。手术治疗采用骨瓣开颅血肿清除和/或去骨瓣减压术。 2.慢性硬膜下血肿 首选颅骨钻孔冲洗闭式引流术。对于血肿囊壁肥厚伴钙化须行骨瓣开颅清除血肿术。 散货船、集装箱船、油船和液化气船船型介绍 散货船 散货船（bulk cargo carrier）是专门用来运送煤炭、矿砂、谷物、化肥、水泥、钢铁、木材等散装货物的船舶。 散货船的特点是：单层甲板双层底，驾驶室和机舱都在尾部，货舱口比杂货船的要宽，带有顶边舱和底边舱。 散货船装卸速度快，运输效率高。 散货船有常规运木散货船（兼运其他散货）、矿砂船、矿砂-石油-散货船、自卸散货船、浅吃水肥大型散货船。 目前散货船的总运力在2.8亿t左右。目前的发展趋势大致是船种标准化、系列化。 对于装运谷物、水泥、钢材、矿砂等大宗散货船，通常分为如下几个级别：巴拿马型散货船（Panamax bulk carrier）：顾名思义，该型船是指在满载情况下可以通过巴拿马运河的最大型散货船，即主要满足船舶总长不超过274.32米，型宽不超过32.30米的运河通航有关规定。根据需要，调整船舶的尺度、船型及结构来改变载重量，该型船载重量一般在6－7.5万吨之间。 好望角型散货船（Capesize bulkcarrier）：指载重量在15万吨左右的散货船，该船型以运输铁矿石为主，由于尺度限制不可能通过巴拿马运河和苏伊士运河，需绕行好望角和合恩角，台湾省称之为“海岬”型。由于近年苏伊士运河当局已放宽通过运河船舶的吃水限制，该型船多可满载通过该运河。 灵便型散货船（Handysize bulk carrier）：指载重量在2－5万吨左右的散货船，其中超过4万吨的船舶又被称为大灵便型散货船（Handymax bulk carrier)。众所周知，干散货是海运的大宗货物，这些吨位相对较小的船舶具有较强的对航道、运河及港口的适应性，载重吨量适中，且多配有起卸货设备，营运方便灵活，因而被称之为“灵便型”。 大湖型散货船（Lake bulk carrier）：是指经由圣劳伦斯水道航行于美国、加拿大交界处五大湖区的散货船，以承运煤炭、铁矿石和粮食为主。该型船尺度上要满足圣劳伦斯水道通航要求，船舶总长不超过222.50米，型宽不超过23.16米，且桥楼任何部分不得伸出船体外，吃水不得超过各大水域最大允许吃水，桅杆顶端距水面高度不得超过35.66米，该型船一般在3万吨左右，大多配有起卸货设备。 结构动力学试题 2016年4月 重庆交通大学结构工程硕士研究生考试 1.试述结构动力问题和静力问题的主要区别（10分） 答：结构静力学相比，动力学的复杂性表现在： （1）动力问题具有随时间而变化的性质； （2）数学解答不是单一的数值，而是时间的函数； （3）惯性力是结构内部弹性力所平衡的全部荷载的一个重要部分； （4）引入惯性力后涉及到二阶微分方程的求解； （5）需考虑结构本身的动力特性：刚度分布、质量分布、阻尼特性分布的影响。 2.什么是结构动力系统的阻尼？一般结构系统的阻尼有何特性？在结构分析中 阻尼问题的处理方法有哪些？（20分） 答：（1）结构在震动过程中的能量耗散作用称为阻尼； （2）阻尼的特性：a、阻尼耗能与质量（反映附属部分大小）和刚度（反映位移大小）有关。b、难以采用精确的理论分析方法； （3）对于多自由度体系：在结构动力分析中，通常从系统响应这个角度来考虑阻尼，而且能量的损耗是由外界激励来平衡的。一个振动系统可能存在多种不同类型的阻尼，一般来说，要用数学的方法来精确描述阻尼目前是比较困难的。因此，人们根据经验提出了一些简化模型，常用的阻尼模型有黏性阻尼和结构阻尼。黏性阻尼系统：黏性阻尼的特点是阻尼力和运动速度成真封闭。 在用振型叠加法进行分析时，能否将联立的运动方程化为解耦的一系列单自由度运动方程，将取决于阻尼矩阵的性质，即结构的振型是否关于阻尼阵满足正交条件。如果满足阻尼阵的正交条件，则采用振型叠加法分析时，就可以把多自由度体系的动力反应问题化为一系列单自由度问题求解；如果不满足阻尼阵的正交条件，则对位移向量用振型展开后，关于振型坐标的运动方程成为耦联的，必须联立求解，与解耦方程相比，增加了难度和计算量。 3.试述多自由度体系振型矩阵关于质量矩阵和刚度矩阵的正交性的意义，并写出广义正交性的表达式且加以证明。（20分） 答：（1）由振型关于质量、刚度正交性公式可知，i振型上的惯性力在j振型上作的虚功为0。由此可知，既然每一主振型相应的惯性力在其他主振型上不做功，那么它的振动能量就不会转移到别的主振型上去。换句话说，当一个体系只按某一主振型振动时，不会激起其他主振型的振动。这说明各个主振型都能单独出现，彼此线性无关。这就是振型正交的物理意义。一是可用于校核振型的正确性；二是在已知振型的条件下，可以通过折算质量与折算刚度计算对应的频率。而更主要的是任一同阶向量均可用振型的线性组合来表示，在受迫振动分析中，利用振型的正交性，在阻尼矩阵正交的假设下可使运动方程解藕. （2）振型正交性的证明在Clough书中应用的是Betti互易定理，就像D’Alember 原理一样考虑了惯性力，是运动学中功的互等定理。实际振型正交性的证明可结构动力学读书笔记
第一章散货船定义及船体结构特点
结构动力检测研究概述读书报告
散货船简介BC-A
结构动力学读书报告
散货船现状及其发展趋势
散货船货舱清洗
计算结构力学读书报告
散货船
如何划分handy、Panamax、Capesize 三种船型
读书报告模板
散货船、集装箱船、油船和液化气船船型简介
结构动力学