NUMPAGES 8 的第 1 页 课程名称：船体强度和结构设计 课程代码：01229（理论） 第 1 部分 课程性质和目标 课程性质和特点 本课程由船体强度和结构设计两部分组成。教育自学考试是船舶与海洋工程专业的重要专业课程。课程目标和基本要求 本课程的目标是使学生通过本课程的学习掌握船体强度的基本理论和计算方法，计算船体纵向强度和船体结构局部强度。进而掌握船体结构的实用设计计算方法，能够掌握和应用船体结构的设计原理，进行船体结构的“标准法”设计。本课程基本要求： 掌握船体结构安全的基本知识 掌握船体梁纵弯基本理论及外力计算的基本方法 掌握船体纵向强度计算的基本原理和基本方法 掌握船体结构力学模型的建立船体结构局部强度计算及计算方法 了解船体抗扭强度计算 掌握剖面设计的基本方法及相关计算 掌握船体中段设计的基本思路和方法 计算方法 掌握船体结构设计方法的基本考虑，规范对船体纵向强度的要求，外板在上层建筑设计和甲板板设计自学过程中，船体骨架的设计计算，和上层建筑设计，教材要仔细阅读d 根据大纲要求，掌握教材相关内容的基本概念、基本原则和基本方法。与本专业其他课程的关系本课程是船舶与海洋工程专业的一门重要专业课程，应在修完本学科基础课和专业基础课后学习。
必修课程：高等数学、材料力学、船舶结构力学 后续课程：毕业论文或毕业设计 Part II 考核内容及考核目标介绍 学习目标及要求 介绍是本课程的概述和概论。通过导论的学习，掌握船体结构强度计算中要完成的任务、研究内容和研究方法。作用于船体结构的载荷、结构设计的基本任务和内容、评价结构设计的质量指标、结构设计的基本原则和方法。评估知识点和评估目标结构安全的概念；三部分船体强度计算；结构安全标准，确定性许用应力法（强调） 认识：结构安全、外力、内力、强度标准的内涵和意义。总实力，局部实力概念。理解：确定性许用应力法的数学表达式和含义。应用：“梁”理论。作用在船体结构上的载荷的识别（重点）：载荷的分类：一般载荷、局部载荷、基本载荷的概念和例子，恒定载荷、静载荷、动态载荷和冲击载荷的概念和例子。理解：载荷分类的作用和应用：不同载荷对船体的影响和重要性。结构设计的基本任务和内容（重点）：结构设计的前提；结构设计的基本任务；不同设计阶段要完成的任务。理解：结构设计子系统与整体设计的关系。应用：处理（强度）安全和（技术）经济之间的冲突。评估结构设计的质量指标（重点）：安全性、操作适用性、船舶整体协调性、耐用性、工艺性、经济性概念和内容。
了解：如何在特定设计中满足这些质量指标。应用：优化结构设计的基本原理和方法（重点） 认识：规范设计的优缺点。理解：为什么会有更科学通用的结构设计方法。船体强度计算中的不确定性，概率法（一般）识别：强度计算中的不确定因素多，概率设计法，结构优化设计，极限状态设计法。了解：为什么会出现不确定因素、设计的加载状态和要预防的故障类型。引起船体梁纵向弯曲的外力计算一、学习目的和要求 计算作用在船体梁上的外力是纵向强度校核和判据的依据。通过本章的学习，掌握了船体梁纵弯外力计算的基本思想和过程，可以根据教材中的计算实例计算实船纵弯的弯矩和剪力。 . 二、考核知识点及考核目标（一）船体梁应力与变形（重点）识别：船体梁、纵弯、纵向强度、主要外力、平衡与不平衡、载荷、剪力、弯矩的基本公式和计算步骤。了解：引起船体梁纵向弯曲的荷载的内涵，剪力和弯矩产生的原因，截面上的剪力和弯矩。(二）@ > 权重曲线（重点）识别：权重曲线、阶梯式权重曲线、权重重心信息、权重分类与分配原则。局部权重与整体权重的分配方法。理解：静态等效原理的内涵及应用：使用由静态等价原理导出的局部权重分配公式。
(三）静水剪弯矩计算（重点）认识：浮力曲线的概念，浮力曲线的求法，静压平衡计算所需的数据，静压平衡计算及其精度控制，理论站距内浮力、载荷曲线、静水剪力曲线、静水弯矩曲线的概念和算法、三曲线的特点，不进行封闭修正。理解：载荷曲线的性质和特点应用：计算方船的载荷曲线，静水剪力曲线和静水弯矩曲线（四）静波剪力和弯矩计算（重点）记住：静波剪力和静波弯矩的成因, 和哪些因素有关. 波浪三要素, 塘沽浪的特点, 传统标准计算方法, 塘沽浪的绘制方法, 确定船舶在波浪上的平衡位置终止，静波剪力和静波弯矩的计算公式。波浪上的浮动状态。应用：计算余弦波作用下方船的静波剪力和弯矩。 （五）静水剪力和弯矩计算，静波剪力和弯矩计算在（分重点）认识：计算状态的概念，计算状态的选择，船体挠度的概念，船体挠度和货物分布对静水弯矩的影响 船舶在波浪上倾斜时的静波浪弯矩计算 理解：波浪浮力校正，弯矩曲线的包络线 应用：总纵弯矩，计算弯矩。（六）纵向弯矩和剪力计算的计算机（通用）提醒：重量曲线的计算公式，平衡位置和浮力曲线的计算。理解：剪力和弯矩计算的迭代公式，计算程序框图。应用：波谷和波峰不在船上时如何处理。
(七）弯矩和剪力的近似估算公式（通用） 认识：近似估算公式的含义和作用，近似公式的含义和类型，与哪些因素有关。理解：近似公式的建立 应用：实船估计。（八）剪力和弯矩计算例子（分重点） 记住：计算条件，主要数据和原始数据，波形和波浪元素。理解：各种表格计算 应用：可以通过表格计算 船体纵向强度计算一、学习目的和要求 通过本章的学习，掌握纵向弯曲应力的计算方法和船体的特点船体梁空心薄壁结构二、考核知识点及考核目标（一）船体纵弯应力第一次近似计算ss（重点）：简单梁理论、船体截面模量、纵向弯曲应力计算公式、计算截面、纵向强度构件、强度甲板、最小截面模数、船体梁计算截面草图。截面水平中性轴，不同材质的转换。了解：表2-1的具体计算步骤、含义及计算公式。应用：具体计算使用表2-1及相关公式。（二）@>船体构件稳定性检验及纵向弯曲应力二次近似计算（重点）记住：船体构件的工作特性，计算的有效性根据简单梁理论的方法，船体的纵向强度计算中必须考虑的两个主要问题：船体构件的稳定性检验，船体板折减系数的概念和计算，刚性构件和柔性构件的概念，第二和纵向弯曲应力的更高近似计算。
理解：节减的意义和作用。应用：具体计算见表2-4（三）船体构件多重作用及按复合应力校核纵向强度（分重点）） 备注：船体构件多重作用的概念，纵向强度的分类成员。理解：综合应力法的合理性与问题。应用：船体构件的应力综合。 （四）船体梁弯曲剪应力计算（通用）数值的控制要求。理解：推导船体弯曲剪应力计算公式的理论基础。应用：计算船体梁的剪应力。开截面成员。（五）许用应力（强调）注：许用应力和安全系数许用应力标准的概念。外力和内力的计算方法和许用应力一致性的概念。理解：许用应力法的优缺点。应用：如何根据具体情况选择许用应力标准。（六）船体挠度计算（通用）记住：挠度对船体的不利影响。了解：弯曲变形曲线和剪切变形曲线的计算，总变形量的控制 应用： 表 2-5 表 2-6 (七） Calcu 的近似积分计算船体极限弯矩的定义（通用） 记住：船体极限弯矩的定义，极限弯矩计算的意义，强度储备系数。理解：极限状态下的截面缩减。应用：计算极限弯矩。 （八）纵向强度计算示例（分重点） 注：计算依据：参考图纸和计算书，载荷、材料、许用应力。理解：各种表格计算。应用：使用表格完成计算。
船体结构局部强度计算一、学习目的及要求本章主要研究船体各局部结构在局部载荷作用下的强度。通过本章的学习，有必要掌握建立局部强度计算力学模型的方法，从而完成典型船体结构的局部强度计算。 二、考核知识点及考核目标（一）局部强度计算力学模型（重点） 认识：结构力学模型或计算模型的概念，结构计算模型的建立原理，影响计算模型的主要因素是构件几何尺寸的简化；骨架支撑条件的简化，建模的关键；结构加工的建模，荷载的建模，水头高度. 理解：载荷建模中应该考虑的问题 应用：可以简化完整的结构 计算模型。（二）@> 船体骨架带板的识别（重点）：带板的概念，稳定带板宽度、弯曲带板宽度的理解：中国船级社《海船规范》和《内河钢》规则取《船舶建造规范》中带板的宽度。应用：条板的宽度可根据具体结构型号确定。 （三）典型船体结构局部强度计算（重点）、船底纵骨、船底骨架强度计算）、甲板结构（甲板骨架、甲板纵骨）强度计算、舷侧结构强度计算（舷侧、舷侧）框架）、舱壁结构（平面舱壁板、平面舱壁框架、波纹舱壁的强度计算）。理解：计算图、力、计算公式、单位换算。应用：典型船体结构的局部强度计算。 （四）结构分析识别有限元建模（总）：有限元结构分析的基本步骤，船体结构的有限元模型。
理解：节点自由度、约束。应用：各种有限元计算模型。 （五）船体结构局部强度计算的有限元模型（易读，无考试要求）船体抗扭强度计算（通用，理解）一、学习目标和要求本章针对船舶的抗扭长舱口 强度的话题。通过本章的学习，了解了长舱口船舶的强度计算特点，以及扭转外力和扭转内力的计算。二、考核知识点及考核目标（阅读，无考试要求） 型材剖面设计一、学习目的和要求从本章开始，进入船体结构设计的研究。本章重点介绍构成船体结构的剖面设计。船体骨架系统。通过本章的学习，你应该掌握船体结构中的型材，其作用是衡量材料利用率的指标。型材截面、型材截面强度要求计算几个型材单元、型材稳定性计算、型材截面设计的基本概念和结构优化设计。可以完成船体骨架剖面的实际设计。二、考核知识点和考核目标（一）剖面剖面的利用率和具体面积（重点）识别：船体结构中的剖面, 剖面利用系数, 特定区域的定义, 计算及意义. 理解: 特定区域在剖面设计中的作用. 应用: 实船剖面特定区域的统计分析. (二） @>型材强度要求和型材单元计算（重点） 识别：强度要求，型材型材模型计算惯性矩，腹板等效面积，梁的抗弯强度和抗剪强度的关系。了解：面板、腹板和条带的尺寸对型材元素的影响程度。
应用：应用公式法或列表法计算截面元素。 （三）型材稳定性计算（key）：型材局部（箔、网）稳定性公式的推导和结论，型材整体稳定性的概念和结论。理解：型材稳定性与哪些因素相关应用：在设计型材截面时如何保证型材的稳定性。（四）型材截面设计问题的一般公式和结构优化设计的基本概念（通用）记住：确定最轻的重量结构 型材的型材尺寸应满足什么要求，结构优化设计的基本概念 理解：结构优化设计问题表达为数学规划问题 应用：结构优化尺寸的实用设计公式和设计实例剖面部分。（五）剖面部分最佳尺寸的实用设计公式（可读船体强度与结构设计 国防工业出版社，不需要检查）（六）设计剖面示例（可读，不考） 船体中段设计计算方法（通用）一、学习目的及要求本章进行船体中段的计算设计。通过学习，要求学生掌握船体结构钢和船体结构类型的选择。了解中段计算设计的基本任务、设计要求和目标，以及分层优化的解决策略。确定中段纵向构件的相当厚度。纵向加筋板的设计 - 板和纵骨之间的材料分布。 二、考核知识点及考核目标（一）船体结构钢及结构类型船体结构的选择（重点）：船体结构用钢、钢材的优势、钢种的选择、材料等级的选择、船体骨架型式的选择、选择不同骨架型的原因和理由、优缺点。
了解：船体结构根据哪些因素和要求选择钢材和材料等级；如何选择船体框架的结构类型。应用：使用不同的方案进行分析、计算和比较。 （二）@>中段计算设计的基本任务和策略（重点）首先要解决的是船体中段的合理设计。应用：将中段设计转化为数学编程问题。（三）中段纵梁相对厚度的确定（通用）记住：结构的相对厚度，最轻的中段设计应满足的条件-船体剖面，纵向强度构件的分类。理解：为什么等效厚度必须逐次逼近。应用：用微分法求解纵向构件等效厚度的二次逼近。(四）@ > 纵向加筋板设计 - 板和纵骨之间材料分布的识别 应用：实用设计公式的意义和使用。 (五） 考虑构件的中截面设计er 截面缩减（可读，无考试要求）（六） 船体中截面计算方法的设计示例（通用） 记忆：需要的已知信息。理解：确定等效厚度、底部材料分布和甲板材料分布的两个近似计算。应用：表格计算和公式计算。船体结构设计规范方法一、学习目的和要求本章根据船级社颁布的船舶建造规范进行结构设计。
规范法设计是民用船舶结构的传统设计方法，多采用。通过学习，要求学生掌握船体强度理论和造船实践，这是制定设计规范的基本依据，掌握规范设计的基本步骤，掌握结构布置的一般原则，了解规范，应用规范，并能按规范完成实际的船体结构。设计。 二、考核知识点和考核目标（一）船体结构规范设计的基本考虑（重点）：船级社、船舶建造规范的产生、发展和作用、基于规范的设计步骤基础确定结构尺寸的一般顺序 规格的选择、规格的适用范围 结构布置的原则和一些基本规定、材料等级和钢种 理解：为什么规格规定了它们的适用范围；长深比和宽深比 各反映什么内容 材质等级反映什么内容 应用：结构设计时结构合理布置 （二）@>规范中对船体纵向强度的要求（重点）识别：纵向强度标准，基本截面模量，计算截面模量，以及哪些要素相关。疲劳断裂，船中剖面模数计算，强度甲板边缘剖面模数，平龙骨剖面模数。理解：中截面模量作为纵向强度标准，基本截面模量与计算截面模量的内涵、联系和区别。制定公式的简要想法。应用：可按规范要求计算和校核船舶的纵向强度。 （三）外板和甲板设计（重点）：外板和甲板规范的一般规定，外板和甲板的厚度分布规则，应考虑哪些因素。
标准板厚设计公式的意义。纵向弯曲名义应力。初始挠度，残余应力。强甲板侧板，甲板半截面积。了解：为什么有两个板厚设计公式，每个公式体现了哪些要求，设计时如何处理。应用：了解设计计算实例，能够完成实船外板和甲板板的设计。 （四）船体骨架设计（重点）：船体骨架设计的一般考虑、构件、主要支撑构件和传力构件的受力和作用、板、计算跨度、跨点、有效跨度。要求的截面模数局部强度、刚度所需截面惯性矩、稳定性所需截面惯性矩 理解：规范对船体骨架要求的基本含义 应用：参考设计计算实例，可应用规范设计实践船舶的船体框架。（五）应力集中区结构设计（一般）识别：应力集中、应力集中系数、开口设计和减少舱口角应力集中的结构措施。理解：甲板舱口角 形状及结构处理 应用：甲板舱口结构合理设计 上层建筑设计一、学习目的及要求 本c hapter是主船体强度甲板上方的客舱结构设计。通过学习，学生需要了解上层建筑与主船体之间的相互作用。掌握上层建筑的设计及其与主船体的连接。能够完成上层建筑的结构设计。 二、考核知识点和考核目标（一）上层建筑变形特征识别（分重点）：上层建筑及其组成、造船、甲板室、上层建筑端部效应。
理解：为什么会出现上层建筑的最终效应。应用：力传递和变形分析。 （二）@>上层建筑设计（总）注：强上层建筑，轻上层建筑。理解：确定强上层建筑甲板的截面积，强上层建筑设计的基本步骤。轻上层建筑设计，轻合金设计应用：上层结构布置原则船体强度与结构设计 国防工业出版社，上层结构设计可根据实船要求完成。（三）上层结构末端主体的应力集中及加固设计（阅读，无考试要求）船体结构可靠性设计（理解）一、学习目的和要求本章介绍可靠性理论的基本概念和结构概率设计方法的基本原理。通过学习，你将有一个对新的结构设计方法的进展有一定的了解。二、考核知识点和考核目标（可重新ad，无考试要求）第三部分的相关说明及实施要求一、考核能力等级在本大纲中的考核目标中表述，按照“记忆”“理解”和“理解”三个能力等级应用程序”规定了他们应该达到的能力水平。每个能力等级的要求是递进的等级关系，而后者必须以前者为基础。意思是： 熟记：要求考生能够对名词和定义、专业术语、原理、原理、公式、计算方法和步骤等知识点有清晰准确的理解和表达，并能做出正确的判断和选择。考纲要求考生对考纲中的概念、原理、原理、计算方法等有一定的了解，清楚其与相关知识点的联系和区别，并能做出正确的表达和解释。
应用：要求考生在熟悉和理解考纲中的概念、原理、原理、公式、计算方法等的基础上，能够解决简单的计算和应用问题，也能运用多个知识点分析、计算或解决稍微复杂的船体结构实际问题。 二、教材1、指定教材：《船体强度与结构设计》王杰德、杨永干等主编，国防工业出版社，1995年4月第1版三、自学方法指南1、在开始阅读指定教材的某一章之前，先阅读大纲中该章的考核知识点，知识点的能力要求水平和考核目标，这样就可以阅读课本时要有意识和针对性。 2、阅读课本时，一定要逐段细读，逐句推敲，集中精力，把每一个知识点都弄透。你必须对基本概念有深刻的理解，对基本理论有透彻的理解，对基本方法的掌握要牢靠。 3、自学过程中，不仅要思考问题，还要做阅读笔记，把课本中的基本概念、原理、方法等整理好，可以加深理解。对问题的认知、理解和记忆。为了帮助突出重点并覆盖整个内容，您可以不断提高自学能力。 4、完成作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析、解决和改进问题能力的重要环节。不同层次的要求，掌握教材内容，在实践过程中合理复习和发挥所学知识，注重理论联系实际，具体问题具体分析，解决问题时注重培养逻辑性，注重相关问题的知识点。明确讨论或推导级别（步骤），以阐明级别（步骤）之间的逻辑关系。
四、社会救助要求1、你应该熟悉课程的一般要求和考试大纲各章的知识点。 2、要掌握每个知识点所要求的能力水平，对每个知识点的考核目标有深刻的理解。 3、应根据考试大纲和指定教材进行教学。请勿随意添加或删除内容，以免与课程大纲脱节。 4、辅导的时候，要引导学习的方法。 It is advisable to advocate the method of "reading the textbook carefully, studying the textbook hard, actively seeking help, and relying on oneself to learn through". 5、When tutoring, you should pay attention to highlighting the key points, and do not answer the questions raised by candidates, but actively inspire and guide. 6、Pay attention to the cultivation of the candidates' abilities, especially the ability of self-learning, guide candidates to gradually learn to study independently, and be good at asking questions, analyzing problems, making judgments, and solving problems in the process of self-study. 7、To make candidates understand that the difficulty of the test questions and the level of ability are not exactly the same thing, and there will be questions of different difficulty in each level of ability. 8. Teaching hours: This course has a total of 4 credits, and the recommended total class hours is 72 hours, of which the allocation of teaching hours is as follows: Chapter Contents Hours Chapter 1 Introduction Task content method of strength calculation, load, task content of structural design, quality index, structure Basic Principles and Methods of Design 2 Chapter 1 1.1 Hull Girder Force and Deformation 2 Chapter 1 1.2 Weight Curve 2 Chapter 1 1.3-1.4 Still Water Shear force and bending moment calculation, static wave shear force and bending moment calculation 6 Chapter 1 1.5-1.7 Computer calculation, approximate estimation formula, calculation example 4 Chapter 22. 1 First approximate calculation of longitudinal bending stress of hull 2 Chapter 22.2 Stability inspection of hull members and second approximate calculation of longitudinal bending stress 4 Chapter 22.3 Hull Multiple actions of members and checking longitudinal strength ac cording to composite stress 2 Chapter 2 2.4-2.5 Calculation of hull girder bending shear stress, allowable stress 3 Chapter 22. 6-2.8 Calculation of hull deflection, calculation of ultimate bending moment of hull, calculation example of longitudinal strength 3 Chapter 33.1 Calculation model of local strength 2 Chapter 33.2 -3.3 Hull frame with plate, local strength calculation of typical hull structure 5 Chapter 3 3.4 Structural analysis finite element method modeling 1 Chapter 55.1-5.2 The utilization factor and specific area of the profile section, the strength requirements of the profile and the calculation of the profile elements 4 Chapter 5 5.3 The stability calculation of the profile 2 Chapter 5 5.4 The section design problem of the profile General formulation and basic concepts of structural optimization design 2 Chapter 6 6.1 Selection of hull structural steel and structural type 2 Chapter 6 6.2 Basic task s and strategies for section calculation method design 2Chapter 66.3Determination of Approximate Thickness of Mid-section Longitudinal Members 3Chapter 66.4 Design of Longitudinal Stiffened Slabs 3Chapter 66.@ >6 Design example of hull mid-section calculation method 2 Chapter 77.1 Basic consideration of hull structure rule method design 2 Chapter 77.2 Requirements for longitudinal strength of hull 2 Chapter 77.3 Design of outer and deck plating 2 Chapter 77.4 Design of hull frame 2 Chapter 77.5 Structural design of stress concentration area 2 Chapter 88. 1-8.2 Deformation characteristics of superstructures, design of superstructures 4 total 72 Several regulations on propositional examinations1、The content and assessment objectives mentioned in each chapter of this syllabus are the content of the examination.
Exam questions cover the chapter, with appropriate emphasis. 2、The ratio of questions for different ability levels in the test paper is roughly: "Recognition" is 40%, "Comprehension" is 40%, and "Application" is 20%. 3、The difficulty level of the test questions should be reasonable: the ratio of easy, relatively easy, relatively difficult, and difficult should be 2:3:3:2. 4、In each test paper, the proportion of various assessment points is about: 65% for key points, 25% for sub-emphasis, and 10% for general. 5、The types of test questions are generally divided into: fill-in-the-blank questions, noun explanations, short answer questions, multiple choice questions, judgment explanation questions, calculation questions, etc. 6、The exam is a closed-book written exam. The exam time is 150 minutes, and it is graded by a percentile system. A score of 60 is passed. 六、Example of question types (一）Fill in the blank questions1. Hull strength is the science of studying the structure of the hull. (二）@>Glossary Explanation of Longitudinal Bending (三）Short Answer Questions Civil Ships are generally designed according to the rules of classification societies. What are the advantages? (四）Multiple choice 1. The shape of the trough wave curve is characterized by A. The crest is steep and the trough is flat. B. The crest is flat and the trough is steep. C. The crests and troughs of the waves are flat. D. The crests and troughs of the waves are steep. (五）Judgment Instruction Question 1. When a ship with a predetermined load sails from the freshwater area into the seawater area, the total longitudinal buoyancy changes due to the change of the total buoyancy. Is it correct to say that the bending moment has changed? (六）Calculation problem 1. The simplified mid-section of a rectangular barge is shown in the figure below, and the maximum mid-arch bending moment of the ship has been calculated to be 9800KN m , try to calculate the maximum longitudinal bending stress on the member.
