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。