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編輯推薦： 本书在内容设置上分为基础篇、提高篇和应用篇三部分。其中，第2～6章为基础篇，主要介绍船舶结构力学经典理论和方法，包括梁、板、壳的弯曲、扭转及稳定性等基础知识和初参数法、力法、位移法、能量法等理论求解方法；第7、8章为提高篇，主要介绍船舶结构有限元法的基本理论，即船舶计算结构力学的相关知识，包括杆系结构的有限元法、板壳结构的有限元法、复合材料层合板的有限元法和结构热应力分析等内容；第9、10章为应用篇，主要介绍船舶结构力学问题应用实例，反映船舶结构力学新工科工程技术现状，内容包括船体结构总强度分析、极限强度分析、复合材料结构失效与分析、结构热力耦合分析和结构稳定性分析等，以及半潜式平台、超大型集装箱船和深潜器等结构设计中涉及的结构力学问题及其工程处理方法。 內容簡介： 船舶结构力学主要研究外载荷作用下船体结构的应力、变形和稳定性。本书主要介绍船舶结构力学的基本原理和分析方法（包括经典结构力学方法和现代有限元分析法），结合工程实例研究船舶静力学问题、极限强度问题与热应力问题等，并给出具体的工程处理方法。 本书共10章，第1章为绪论，主要介绍船舶结构力学的研究范畴、研究方法和典型力学模型；第2～6章为第1篇，主要介绍经典船舶结构力学理论，包括单跨梁的弯曲理论、杆件的扭转理论、杆系的典型求解方法、板壳的弯曲理论、杆及板壳的稳定性；第7、8章为第2篇，主要介绍船舶结构有限元法，包括杆系有限元法、板壳有限元法；第9、10章为第3篇，主要介绍船舶结构力学问题应用实例，包括船舶结构力学典型问题有限元分析、典型船舶结构力学问题分析实例。 本书注重引导与培养读者的船舶结构力学思维，可为船舶与海洋工程领域结构力学学习、研究和工程应用提供参考。 目錄： 前言 第1章绪论1 11船舶结构力学的研究范畴1 12船舶结构力学的主要研究方法2 13船舶结构典型力学模型和发展趋势3 14本书主要内容7第1篇经典船舶结构力学理论 第2章单跨梁的弯曲理论9 21梁的弯曲微分方程9 22梁的支座及边界条件12 23梁的弯曲要素及应力14 24梁的复杂弯曲16 25弹性基础梁的弯曲19 26梁的极限分析20 第3章杆件的扭转理论23 31等截面直杆的扭转23 311基本关系23 312应力函数24 313扭矩及扭矩常数24 32薄壁杆件的自由扭转25 321开口薄壁杆件的自由扭转25 322闭口薄壁杆件的自由扭转26 33开口薄壁杆件的约束扭转29 第4章杆系的典型求解方法31 41力法31 411力法原理31 412简单刚架与简单板架计算35 413弹性固定端与弹性支座38 414交叉构件板架计算44 42位移法50 421位移法原理50 422位移法在杆系结构中的应用55 423弯矩分配法59 43能量法62 431应变能与余能62 432杆件的应变能64 433虚功原理66 434虚位移原理的应用67 435虚力原理的应用71 第5章板壳的弯曲理论75 51矩形板的筒形弯曲75 52矩形刚性板的弯曲80 521刚性板的弯曲微分方程80 522刚性板弯曲的解84 523刚性板弯曲的能量法90 53矩形复合材料板的弯曲91 531正交异性板的弯曲方程91 532复合材料板的弯曲方程96 533复合材料板的失效分析97 54回转薄壳结构的弯曲100 541球壳结构的弯曲问题100 542圆柱壳结构的弯曲问题102 55结构的热应力问题108 551球壳结构的热应力问题108 552圆柱壳结构的热应力问题109 第6章杆及板壳的稳定性112 61杆的稳定性113 611单跨杆的稳定性113 612多跨杆的稳定性120 613甲板板架的稳定性124 62板的稳定性128 621板的中性平衡微分方程及其解128 622板稳定性的能量解法133 623板的后屈曲性能138 63曲壳的稳定性142 631球壳的稳定性142 632圆柱壳的稳定性143 633加筋曲壳的稳定性145第2篇船舶结构有限元法 第7章杆系有限元法148 71基本概念148 72杆元的基本类型149 73杆元及结构刚度矩阵150 731杆元刚度矩阵150 732结构刚度矩阵153 74约束处理及坐标变换154 741约束处理154 742坐标变换158 75空间杆系有限元分析165 76杆系稳定性问题有限元分析168 第8章板壳有限元法170 81弹性体应力、位移与应变关系170 82有限元法基本概念及求解思路172 83平面应力问题与平面应变问题173 831平面应力问题及基本方程173 832平面应变问题及基本方程177 833三角形单元的分析与应用178 834矩形单元的分析与应用189 835薄壳单元的分析与应用195 84复合材料层合板有限元模拟197 841经典理论层合板单元197 842一阶剪切层合板单元202 85热应力单元有限元模拟204 851平面稳定温度场204 852平面热应力207ⅨⅩ第3篇船舶结构力学问题应用实例 第9章船舶结构力学典型问题有限元 分析215 91船体结构总强度有限元分析215 911有限元分析模型215 912载荷施加219 913有限元分析衡准222 914某舱段模型的总强度校核223 915船体下水强度有限元分析225 92船体结构极限强度有限元分析231 921有限元分析模型231 922设计工况232 923有限元分析衡准233 924某舱段模型的极限强度分析233 925加筋板结构的后极限强度分析235 926起吊眼板结构极限强度分析240 93船体复合材料结构有限元分析249 931有限元分析方法249 932复合材料失效准则250 933材料刚度退化模型251 934结构最终失效判据252 935夹层板架有限元分析252 936复合加筋板抗冲击有限元分析254 94船体结构热力耦合分析261 941有限元分析方法261 942热力耦合基本原理262 943材料热物理性质262 944船舶结构焊接模拟263 945厚壁球壳结构焊接模拟266 946化学品船的热力耦合分析271 947温差作用下船体变形分析273 95船体板壳结构稳定性分析278 951稳定性计算方法278 952屈曲校核经验公式278 953耐压壳结构稳定性分析279 954加筋球壳结构稳定性分析288 955内肋骨舱段总体稳定性分析293 第10章典型船舶结构力学问题分析 实例298 101船体结构疲劳损伤强度分析298 1011疲劳损失强度评估方法298 1012疲劳损失强度分析模型301 1013基于时域雨流计数法和梁理论的 疲劳损伤计算302 1014基于频域谱分析法及砰击修正的 疲劳损伤计算304 1015疲劳损伤强度分析结果307 102半潜式钻井平台结构力学问题分析 实例308 1021半潜式钻井平台的发展概述308 1022半潜式钻井平台的总强度 评估312 1023半潜式钻井平台的极限强度 预报320 103复杂构型浮体平台结构力学问题 分析实例325 1031浮式平台的结构特点及载荷 分析325 1032单一载荷作用下极限承载能力 研究330 1033双向联合载荷作用下极限承载 能力分析334 104超大型集装箱船结构力学问题分析 实例339 1041集装箱船的发展概述339 1042大型集装箱船的结构分析340 1043超大型集装箱船结构疲劳强度 评估341 1044超大型集装箱船结构极限强度 分析351 105深潜器耐压壳结构力学问题分析 实例369 1051深海潜水器概述369 1052耐压球壳结构有限元计算370 1053耐压球壳的材料特性和应力 分布特性376 1054基于缺陷的耐压球壳屈曲行为 研究380 1055耐压柱壳结构有限元计算383 附录387 附录A单跨梁的弯曲要素表387 附录B单跨梁复杂弯曲的弯曲要素表及 辅助函数392 附录C弹性基础梁的弯曲要素表及辅助 函数396 附录D矩形平板的弯曲要素406 附录E在中间弹性支座上连续压杆的 稳定性曲线408 参考文献411 內容試閱： 特别顾问： 程耿东（中国科学院院士） 胡海岩（中国科学院院士） 主任： 陈政清（中国工程院院士） 崔俊芝（中国工程院院士） 欧进萍（中国工程院院士） 委员： 包世华（清华大学） 戴仰山（哈尔滨工程大学） 姜耀东［中国矿业大学（北京）］ 雷钟和（清华大学） 梁立孚（哈尔滨工程大学） 孙侠生（中国航空研究院） 姚振汉（清华大学） 袁明武（北京大学） 庄茁（清华大学） 丛书编写委员会（按拼音排序） 主任： 赖远明（中国科学院院士） 常务副主任： 岑松（清华大学，辽宁工程技术大学） 陈璞（北京大学） 副主任： 陈勉［中国石油大学（北京）］ 苏成（华南理工大学） 赵丽滨（河北工业大学） 委员： 陈永强（北京大学） 崔一南（清华大学） 代岩伟（北京工业大学） 范宣华（中国工程物理研究院） 傅向荣（中国农业大学） 侯钢领（哈尔滨工程大学） 胡宁（河北工业大学） 孔维晨（清华大学） 李陈峰（哈尔滨工程大学） 李朋洲（中国核动力研究设计院） 李世远［中国石油大学（北京）］ 廉艳平（北京理工大学） 刘丰睿（北京航空航天大学） 刘瑶璐（重庆大学） 刘应华（清华大学） 罗家成（中国核动力研究设计院） 宁慧铭（重庆大学） 庞福振（哈尔滨工程大学） 孙海（哈尔滨工程大学） 孙士丽（哈尔滨工程大学） 孙树立（北京大学） 王绥安（河北工业大学） 冼剑华（华南理工大学） 于哲峰（上海交通大学） 张学富（重庆交通大学）“现代工程结构力学丛书”（以下简称丛书），涵盖多类结构形式力学分析的基础理论和数值解法。丛书包含《结构力学》《计算结构力学》《工程结构有限元原理》《工程结构动力学》《工程结构弹塑性力学》《工程结构断裂力学》等工程结构力学基础系列，以及《复合材料结构力学》《飞行器结构力学》《能源地下结构力学》《反应堆结构力学》《桥梁结构随机振动》《船舶结构力学》等工程结构力学专题系列。 现代工程结构力学是我国在工程建造（土木工程、交通工程、能源工程）和机械制造（机械工程、航空航天工程）等领域的基础理论和科技成果的一个亮点。华龙一号、C919、高铁等国家名片，无不蕴含着工程结构力学的科研进步、技术革命和产业变革，正深远地影响着全球创新版图、经济结构、国家前途命运和人民生活福祉。 丛书作者的很多科研成果已经广泛应用于大时代的各类工程建设中。 在土木工程领域，丛书作者参与了国家大剧院、鸟巢、中国尊、上海浦东机场、天津津塔等地标建筑的设计与分析；在交通工程领域，丛书作者参与了港珠澳大桥、京港线高铁等国家重大工程建设，以及“雪龙”号科考船、“蛟龙”号深潜器等典型船舶结构设计；在能源工程领域，丛书作者参与了大庆油田、克拉玛依油田等国家主要油田的建设，以及西气东输、华龙一号等国家重大战略项目的建设；在机械工程和航空航天领域，丛书作者参与了C919等国之重器的研发。 丛书作者在工程结构力学的相关成果获得国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科技进步奖等十余项国家级奖励。希望丛书能够作为工程师在日常工作中参阅的工具书，也希望丛书能够成为相关专业高校师生的参考书。 各类学科在知识内容上的需求和着重点有所不同。限于作者的知识局限性及编写时间仓促，如果有未能纳入的内容，请读者参考其他相关专业书籍。 2023年5月船舶结构力学是结构力学的一个分支，是分析、认识船舶结构系统力学特性的学科。船舶结构系统是一个庞大而且复杂的系统，船舶结构力学主要研究船体结构在外载荷作用下的结构静力响应，包括应力、变形和稳定性等，为船舶结构设计与力学性能评估提供基础理论和方法。 20世纪初，ИГ布勃诺夫最早在圣彼得堡工学院（现名圣彼得堡彼得大帝理工大学）开设“船舶结构力学”课程，并相继出版了两卷本《船舶结构力学》，标志着“船舶结构力学”学科的诞生。经过ИГ布勃诺夫与他的学生ПФ帕普科维奇和ЮА希曼斯基师生两代人近50年的不懈努力，船舶结构力学逐步发展成为一门体系完整、理论严谨、内容充实、应用性强的技术科学。其基础理论包括单跨梁、连续梁、弹性基础梁、平面刚架、曲线刚架、平面板架、薄板、圆柱形薄壳等的弯曲和稳定性，有力地支撑了船舶结构设计，推动了造船科学技术的发展。 20世纪50年代初，船舶结构力学传入我国，早期是苏联专家针对我国高校学制编写的讲义。在经过大连海军学校（海军工程大学前身）郭日修、军事工程学院（哈尔滨工程大学前身）李维扬、上海交通大学陈铁云和陈伯真等学者的不断探索后得到了极大的发展。1980年，陈铁云和陈伯真在“全国造船专业教材委员会”的组织下编撰了《船舶结构力学》，1991年出版第2版。该书以力法、位移法、能量法、矩阵法和平面问题的有限元法、板弯曲的有限元法等各种计算方法作为主要内容和编写主线展开论述，被国内各船舶院校广泛采用至今。其间，国内相关船舶院校也陆续编写了各自的船舶结构力学教材和讲义，但内容和1980年出版的《船舶结构力学》基本相同，也是以经典的力法、位移法、能量法和矩阵法等计算方法为主要内容和编写主线。这些教材和讲义对培养我国船舶与海洋工程结构方向的专业人才，促进我国船舶与海洋工程技术的发展起到了重要的推动作用。 随着船舶大型化、设计智能化趋势的不断发展，复合材料在船舶设计中被广泛应用，对船舶结构力学分析的需求也在快速提升，要求也越来越高，传统“手算”方法解决船舶结构力学工程问题愈发捉襟见肘。随着计算机技术、数值计算技术的迅猛发展，有限元分析（FEA）技术正广泛应用于船舶结构设计领域，有力支撑了航空母舰、30万t超大型油船、40万t超大型散货船、2万箱超大型集装箱船、“海洋石油981”超深水半潜式平台、“蛟龙”号万米深潜器等国之大器设计。通用有限元法不仅可以实现大型船舶结构力学的精确分析，还可生动、直观地获得船舶结构的变形及应力信息，具备良好的人机交互界面。该技术为新工科背景下船舶结构力学发展及船舶与海洋工程应用提供了有力保障，但应用有限元法进行船舶结构计算，必须在船舶结构力学的理论指导下进行。 基于以上考虑，除第1章绪论外，本书在内容设置上分为基础篇、提高篇和应用篇三部分。其中，第2～6章为基础篇，主要介绍船舶结构力学经典理论和方法，包括梁、板、壳的弯曲、扭转及稳定性等基础知识和初参数法、力法、位移法、能量法等理论求解方法；第7、8章为提高篇，主要介绍船舶结构有限元法的基本理论，即船舶计算结构力学的相关知识，包括杆系结构的有限元法、板壳结构的有限元法、复合材料层合板的有限元法和结构热应力分析等内容；第9、10章为应用篇，主要介绍船舶结构力学问题应用实例，反映船舶结构力学新工科工程技术现状，内容包括船体结构总强度分析、极限强度分析、复合材料结构失效与分析、结构热力耦合分析和结构稳定性分析等，以及半潜式平台、超大型集装箱船和深潜器等结构设计中涉及的结构力学问题及其工程处理方法。 在编写本书过程中，编者参考了大量国内外相关文献资料，在此对所参考文献资料的作者表示感谢。哈尔滨工程大学戴仰山教授对本书进行了认真评阅，提出了许多宝贵的意见，在此编者对戴仰山教授表示衷心的感谢。此外，本书编写工作还得到了黑龙江省教育科学规划重点课题(GJB1423057)和黑龙江省教改重点项目(SJGZ20220035)的支持。 由于编者水平有限，书中难免有错误和不妥之处，望读者批评指正。 编者Ⅶ序

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