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第1篇 船体结构设计3

第1.1章 概述3

1.1.1结构设计的主要内容3

1.1.2结构设计方法3

第1.2章 结构设计的一般规定6

1.2.1船舶形式的分类6

1.2.2确定构件尺度的主要要素7

1.2.3材料选用13

第1.3章 总纵强度21

1.3.1基本理论与假定21

1.3.2重量分布23

1.3.3静水弯矩与剪力的计算24

1.3.4波浪弯矩与剪力的计算31

1.3.5影响总纵弯矩的几个主要因素33

1.3.6总纵强度校核38

第1.4章 舯剖面设计45

1.4.1概念和基本要求45

1.4.2腐蚀余量45

1.4.3舯剖面设计步骤及模数计算45

1.4.4舯剖面模数要求47

第1.5章 外板与甲板板49

1.5.1外板与甲板板的作用及受力情况49

1.5.2外板尺度的确定及其排板50

1.5.3甲板板的设计59

第1.6章 底部结构64

1.6.1概述64

1.6.2外载荷64

1.6.3单底结构设计64

1.6.4双层底结构设计68

第1.7章 舷侧结构74

1.7.1概述74

1.7.2外载荷74

1.7.3骨材间距75

1.7.4横骨架式舷侧结构设计75

1.7.5纵骨架式舷侧结构设计79

第1.8章 甲板结构与支柱结构83

1.8.1概述83

1.8.2外载荷85

1.8.3甲板结构设计85

1.8.4舱口结构设计95

1.8.5轴向受压加强筋和支柱结构设计101

第1.9章 舱壁结构108

1.9.1概述108

1.9.2舱壁设计原则109

1.9.3平面舱壁结构设计113

1.9.4槽形舱壁结构设计116

1.9.5非水密支承舱壁123

1.9.6轴隧结构设计124

第1.10章 上层建筑和甲板室结构126

1.10.1概述126

1.10.2设计要点127

1.10.3钢质上层建筑和甲板室设计134

1.10.4铝合金上层建筑设计139

第1.11章 其他结构141

1.11.1轴包架与轴支架141

1.11.2舭龙骨150

1.11.3舷墙和挡风板155

1.11.4主机基座159

1.11.5护舷材163

1.11.6挂舵臂168

第1.12章 船体结构抗疲劳设计173

1.12.1概述173

1.12.2疲劳分析方法基本内容173

1.12.3疲劳校核部位174

1.12.4 S—N曲线的选取175

1.12.5船体结构长期应力分布的形状参数和许用应力范围181

1.12.6船体结构疲劳载荷183

1.12.7名义应力范围计算189

1.12.8热点应力计算195

1.12.9疲劳累积损伤度计算196

1.12.10典型结构节点设计198

第1.13章 航行冰区的加强203

1.13.1概述203

1.13.2冰级标志203

1.13.3冰带和冰载荷203

1.13.4冰区加强结构206

1.13.5 B级冰区加强212

参考文献213

第2篇 船体结构的直接计算217

第2.1章 有限元分析的基本原理217

2.1.1概述217

2.1.2理论基础217

2.1.3单元类型219

2.1.4基本步骤219

2.1.5有限元分析的专用软件220

第2.2章 船体结构的有限元分析221

2.2.1概述221

2.2.2局部结构的有限元分析223

2.2.3舱段结构的有限元分析229

2.2.4舱段结构直接计算的方法和要求231

2.2.5全船结构有限元分析243

2.2.6有限元在疲劳强度分析中的应用247

第2.3章 水动力计算255

2.3.1概述255

2.3.2水动力分析理论255

2.3.3规则波中的响应258

2.3.4谱分析方法260

2.3.5等效设计波法263

2.3.6常用分析软件264

参考文献266

第3篇 船体振动与噪声269

第3.1章 振动的理论基础269

3.1.1振动概念269

3.1.2船上振动与激励关系270

3.1.3振动控制流程271

第3.2章 激振力274

3.2.1螺旋桨激振力274

3.2.2主机激振力283

第3.3章 船体总振动289

3.3.1概述289

3.3.2船体梁固有频率的估算290

3.3.3船体总振动附连水质量296

第3.4章 船体局部振动303

3.4.1梁振动303

3.4.2平板振动304

3.4.3平板在液体中的振动311

3.4.4加强板振动315

3.4.5板架振动317

3.4.6机舱振动318

3.4.7高腹板桁材振动327

3.4.8舾装件振动328

3.4.9轴包架、轴支架及桨叶振动332

第3.5章 上层建筑振动337

3.5.1概述337

3.5.2上层建筑整体振动固有频率的简化计算338

3.5.3上层建筑整体振动固有频率的有限元计算方法341

3.5.4衡准342

第3.6章 船体振动响应及其衡准343

3.6.1概述343

3.6.2阻尼343

3.6.3船体振动响应计算方法346

3.6.4船体局部振动响应347

3.6.5上层建筑振动响应351

3.6.6振动响应衡准351

第3.7章 船体防振设计356

3.7.1船体防振设计356

3.7.2船体局部结构防振设计362

第3.8章 船体舱室噪声及降噪措施370

3.8.1声学基础370

3.8.2船舶的主要噪声源及声振动传播途径和特点376

3.8.3船舶噪声衡准和防治381

参考文献385

第4篇 典型船舶的结构设计特点389

第4.1章 油船389

4.1.1结构布置389

4.1.2结构设计要点393

4.1.3强度直接计算分析416

第4.2章 化学品船427

4.2.1概述427

4.2.2货舱布置429

4.2.3结构设计要点436

第4.3章 沥青船447

4.3.1概述447

4.3.2结构布置448

4.3.3结构设计要点450

4.3.4强度直接计算分析458

第4.4章 液化天然气（LNG）船463

4.4.1概述463

4.4.2结构布置463

4.4.3结构设计要点467

4.4.4薄膜型LNG船强度直接计算分析482

第4.5章 液化石油气（LPG）船495

4.5.1船型及货物围护系统495

4.5.2独立液货舱结构设计特点498

4.5.3独立液货舱支承结构设计特点516

4.5.4直接计算522

4.5.5液货舱的绝热、建造和检测525

第4.6章 集装箱船529

4.6.1概述529

4.6.2结构布置531

4.6.3结构设计要点537

4.6.4强度直接计算分析551

第4.7章 多用途运输船568

4.7.1概述568

4.7.2结构布置568

4.7.3结构设计要点574

4.7.4强度直接计算分析577

第4.8章 散货船582

4.8.1概述582

4.8.2结构布置583

4.8.3结构设计要点589

4.8.4强度直接计算分析622

4.8.5自卸散货船627

第4.9章 矿砂船633

4.9.1概述633

4.9.2结构布置633

4.9.3结构设计要点638

4.9.4强度直接计算分析643

第4.10章 火车渡船644

4.10.1概述644

4.10.2结构布置644

4.10.3总纵强度649

4.10.4局部强度650

4.10.5振动及预防652

第4.11章 滚装船653

4.11.1概述653

4.11.2结构布置654

4.11.3结构设计要点657

4.11.4强度直接计算分析667

第4.12章 救助船和海洋工程辅助船675

4.12.1概述675

4.12.2结构布置675

4.12.3结构设计要点677

4.12.4强度直接计算分析680

第4.13章 各类工程船684

4.13.1半潜船684

4.13.2起重船691

4.13.3打桩船695

第4.14章 浮船坞700

4.14.1概述700

4.14.2结构布置700

4.14.3结构设计要点701

4.14.4强度直接计算分析707

参考文献710

第5篇 船舶结构力学716

第5.1章 直梁弯曲716

5.1.1概述716

5.1.2直梁弯曲分析716

5.1.3静定梁的弯曲要素表719

5.1.4静不定梁的弯曲要素表730

5.1.5连续梁的弯曲要素表737

第5.2章 平面刚架742

5.2.1概述742

5.2.2计算方法的一般介绍742

5.2.3用力法计算直杆刚架744

5.2.4用位移法计算直杆刚架745

5.2.5用计算程序计算直杆刚架748

第5.3章 平面板架752

5.3.1概述752

5.3.2用节点挠度相等条件求解板架753

5.3.3将交叉构件化为弹性基础梁求解板架754

5.3.4用计算程序计算板架756

第5.4章 综合应力758

5.4.1概述758

5.4.2开口薄壁杆件的约束扭转762

5.4.3扭、弯和拉（压）的联合作用768

5.4.4承受横向载荷与轴向载荷梁的复杂弯曲769

第5.5章 杆及杆系的稳定性775

5.5.1概述775

5.5.2单跨杆的稳定性777

5.5.3多跨杆的稳定性778

5.5.4板架的稳定性781

第5.6章 平板弯曲784

5.6.1概述784

5.6.2板的筒形弯曲785

5.6.3边长比有限的矩形有限刚性板790

5.6.4绝对刚性板792

5.6.5板的复杂弯曲798

第5.7章 板的稳定性801

5.7.1双向受压板的稳定性801

5.7.2单向受压矩形板的稳定性802

5.7.3四边自由支持，单向受非均布载荷的矩形板的稳定性804

5.7.4受剪应力作用矩形板的稳定性804

5.7.5受弯曲矩形板的稳定性805

5.7.6板的非弹性稳定性的近似计算807

5.7.7开孔矩形板的稳定性808

5.7.8用弹性加强筋加强的矩形板的稳定性809

第5.8章 集中应力814

5.8.1概述814

5.8.2带有缺口的板814

5.8.3具有开孔的板816

5.8.4带有台肩圆角的板820

第5.9章 梁与板的弹性一塑性弯曲823

5.9.1概述823

5.9.2理想弹性—塑性体823

5.9.3利用塑性铰确定梁在弯曲时的极限载荷824

5.9.4直梁的极限载荷825

5.9.5板架的极限载荷830

5.9.6剪力对梁极限承载能力的影响833

5.9.7承受横向均布载荷作用的板的极限载荷835

参考文献837

附录841

附录1 GAMMA函数表841

附录2常用型材规格表849