船舶结构力学》课程教学大纲

    一．课程基本信息

   开课单位：船舶与海洋工程学院

   课程编号：

   英文名称：Ship Structural Mechanics I

   学时：总计64学时，其中理论授课64学时，实验（含上机）0学时

   学分：4.0学分

   面向对象：船舶与海洋工程本科专业

   先修课程：《理论力学》、《材料力学》、《船体结构》、《线性代数》

   后续课程：《船舶结构强度》、《船舶结构设计方法》、《船舶结构力学II》

   教材：《船舶结构力学》，陈铁云、陈伯真主编，上海交通大学出版社，1991

   主要教学参考书目或资料：

1.         《杆及杆系的弯曲和稳定性》，陈铁云，陈伯真，北京科学教育编辑室,1961

2.         《船舶结构的理论与计算》，林砚田,国防工业出版社， 1989

3.         《材料力学》，S.铁摩辛柯，丁.盖尔， 科学出版社，1978

4.         《船舶结构力学手册》，徐秉汉译，国防工业出版社， 2002

5.         《弹性力学》，徐芝纶，人民教育出版社， 1979

6.         《Structural Mechanics》， V. Kiselev.，1982

7.         《薄壁结构力学》，陈伯真，上海交通大学出版社，1996

       二．教学目的和任务

《船舶结构力学》是船舶与海洋工程专业的学科基础课，它在《材料力学》的基础上，讲述结构力学的基本理论，船体结构强度与稳定性的基本概念及船体结构(杆、杆系、平板等)的计算方法。通过本课程的学习，要求学生具备船体结构（杆件、板）强度与稳定性问题的分析能力、计算能力，为后续课程学习以及有关的工程技术工作和科学研究工作打下基础，本课程理论严谨，对提高学生的分析问题解决问题能力有着重要的作用。

       三．教学目标与要求

本课程通过授课、实验（《船舶结构与力学性能实验》）使学生掌握船体结构力学模型的建立；掌握船体结构强度及稳定性的基本概念以及船体结构简单构件（杆、杆系、板）强度及稳定性分析的基本方法、思路；掌握力法、位移法、能量法求解杆、板及简单板架的弯曲问题及稳定性问题；了解船体结构强度分析基本问题及船体结构强度分析最新研究进展。

       四．教学内容、学时分配及其基本要求

第一章 绪论 （2学时。含讲授2学时）

（一）教学内容

   1、船舶结构力学的内容、任务与研究方法以及船舶结构力学的发

   2、船体结构力学模型的简化

（二）基本要求

1、了解船舶结构力学的内容、任务与研究方法以及船舶结构力学的发展；

2、掌握船体结构力学模型的建立。

第二章 单跨梁的弯曲理论 （10学时。含讲授8学时，习题、总结2学时）

（一）教学内容

1、梁的弯曲微分方程及其解(初参数法)；梁的支座及边界条件；

2、梁的弯曲要素计算(解析法、迭加法)；梁的内力计算；

3、剪切对梁弯曲变形的影响；梁的复杂弯曲及弹性基础梁。

（二）基本要求

1、掌握：符号法则，边界条件，初参数法，迭加法画弯矩图，复杂弯曲梁及弹性基础梁的解题思路，辅助函数查表法。

2、了解剪切、轴力、弹性地基对梁弯曲的影响。

第三章 杆件扭转理论 （4学时。含讲授4学时）

（一）教学内容

1、梁的弯曲微分方程及其解(初参数法)；梁的支座及边界条件；

2、梁的弯曲要素计算(解析法、迭加法)；梁的内力计算；

3、剪切对梁弯曲变形的影响；梁的复杂弯曲及弹性基础梁。

（二）基本要求

1、掌握杆件自由扭转

2、了解剪切、轴力、弹性地基的对梁弯曲的影响。

第四章 力法 （10学时。含讲授8学时，习题、总结2学时）

（一）教学内容

1、力法原理及三弯矩方程；

2、力法的应用(连续梁、简单刚架、板架)、弹性固定端和弹性支座的实际概念；

3、弹性支座上连续梁的计算(五弯矩方程)；

4、一根交叉构件板架计算。

（二）基本要求

1、掌握力法原理及三弯矩方程；

2、掌握弹性支座上连续梁的计算、一根交叉构件板架计算；

3、基本掌握弹性固定端和弹性支座的实际概念；

4、了解多根交叉构件板架计算（自学）。

第五章 位移法 （4学时。含讲授4学时）

 （一）教学内容

1、位移法原理；

2、位移法在杆系中的应用。

（二）基本要求

1、掌握位移法原理；

2、掌握位移法在杆系中的应用；

3、了解弯矩分配法（自学）；

第六章 能量法 （8学时。含讲授6学时，习题、总结2学时）

 （一）教学内容

1、应变能与余能；杆件的应变能计算；虚功原理；

2、虚位移原理的应用；位能驻值原理的近似解法；

3、虚力原理的应用。

（二）基本要求

1、掌握位能驻值原理（李兹法）、应力能（卡氏定理）原理、最小功原理；掌握位移法在杆系中的应用；

2、理解能量法其他相关原理

2、了解应变能原理、单位位移法、余位能驻值原理、单位载荷法。

第七章 矩形板的弯曲理论 （8学时。含讲授6学时，习题、总结2学时）

 （一）教学内容

1、  板的筒形弯曲；

2、  刚性板的弯曲微分方程式；刚性板弯曲的解；

3、  刚性板的能量解法。

（二）基本要求

1、理解矩形板的筒形弯曲，板条梁的概念；

2、了解单三角基数、双三角基数求解刚性板的弯曲问题；查表法求解板的弯曲问题；

3、掌握板的分类及刚性板、柔性板的计算（外加中面力柔性板、大挠度柔性板）；

4、基本掌握板的能量解法。

第八章 杆与板的稳定性问题 （12学时。含讲授10学时，习题、总结2学时）

 （一）教学内容

1、单跨压杆的稳定性；多跨压杆的稳定性；

2、甲板板架的稳定性；

3、板的中性平衡微分方程式及其解；板稳定性的能量法；

4、板的后屈曲性能（自学）。

（二）基本要求

1、掌握单跨压杆的稳定性；多跨压杆的稳定性；简单甲板板架的稳定性；

2、理解掌握板的中性平衡微分方程及其解；板的稳定性能量解法；

3、了解板的后屈曲性能。

 

       五．教学方法及手段

1、精讲多练，要保证习题、练习的数量和质量。每章进行知识总结，并安排习题讨论课。

2、注重基础，注重分析问题、解决问题能力培养、自学能力的培养。内容上对经典结构力学部分，要精讲，要注重基础，注重分析、计算能力培养，注意与材力学内容的相接，并注意与后续课程的衔接。

3、采用现代化的多媒体教学，实现多媒体教学与传统讲授方式的有机结合，增加学生对力学模型的直观性、增强对理论知识的理解、激发学生的兴趣与积极性。

4、注重培养学生对所学知识的理解、增强学生的工程理念，培养建模能力、分析问题解决问题的能力。安排课程大作业，加深学生对所学知识的理解与掌握，培养学生工程实践能力。

5、考核采用多种方式相结合（平时作业、期中考试（开卷）、考试（开卷+闭卷）），考试试卷库出题，流水判卷，做到教考分离。

       六．考核方式及考核方法

考核方式为考试。

成绩评定采用平时作业、期中考试、考试相结合方式。其中平时作业、出勤占20%；期中考试占20%；期末考试占60%。（重修课程成绩评定平时作业、出勤30%，考试70%）

      

       七．其它说明

1、对于课时分配机动2学时；课程内容总复习2学时；

2、期中考试安排在前六章内容结束时课外时间进行，主要内容为前六章的重点内容，本次考试侧重的内容在期末考试中不作为考试重点。

                                     

 

 

 

 （制定人：张延昌，刘昆  审定人：王自力）