课程名称：船舶结构力学课程**：01228（理论）
第一部分课程性质与目标。
一、 课程性质与特点。
本课程研究的主要对象是船体结构中的杆件、杆系和板的弯曲及稳定性，系统地阐述了结构力学中的基本理论与方法---力法、位移法及能量原理。是高等教育自学考试船舶与海洋工程专业的一门重要专业基础课。
二、 课程目标与基本要求。
本课程的目标：学生通过该课程的学习，掌握结构力学的基本理论和方法，应用它们来解决船体结构中典型结构（杆系和板的弯曲及稳定性）的强度计算分析。还能处理一般工程结构中类似的力学问题。
本课程基本要求：
1． 掌握建立船体结构计算图形的基本知识。
2． 掌握单跨梁的弯曲理论。
3． 掌握力法的基本原理和应用。
4． 掌握位移法和矩阵位移法的基本原理和应用。
5． 掌握能量原理及其应用。
6． 了解有限单元法的基本概念和解题过程。
7． 掌握矩形薄板的弯曲理论。
8． 掌握杆及板的稳定性概念，解答和应用。
9． 了解薄壁杆件扭转的基本概念。
10．该课程理论性强，力学概念较难建立，涉及数学知识较多，学习和掌握有一定的困难。相比较而言，单跨梁的弯曲理论和板的弯曲理论是本课程的基本基础。力法，矩阵位移法，能量法部分偏重于原理和方法在结构分析中的应用。
自学过程中应按大纲要求仔细阅读教材，切实掌握有关内容的基本概念、基本原理和基本方法。学习过程中遵循吃透原理、掌握计算方法、看懂教材例题，完成部分习题。不懂的地方要反复学，前、后联系起来学，要克服浮燥心理，欲速则不达，慢工出细活。
从而达到学懂、学会、学熟，及应用它们来解决实际结构计算。
三、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专业基础课，该课程应在修完学科基础课和相关的专业基础课后进行学习。
先修课程：高等数学，理论力学，材料力学，船体结构与海洋工程制图。
后续课程：船体强度与结构设计。
第二部分考核内容与考核目标。
第1章绪论。
一、 学习目的与要求。
本章是对船舶结构力学总述性的概述。通过对本章的学习，明确船舶结构力学的内容与任务，是为了解决船体强度问题，结构力学研究的是船体结构的静力响应，即内力与变形，以及受压结构的稳定性问题。学习和掌握结构力学的基本原理与方法，经典的力法、位移法及能量原理。
对船体结构及其简化成相应的力学计算图形有深刻的理解。
二、 考核知识点与考核目标。
一） 船舶结构力学的内容与任务（重点）
识记：船体强度的内容，船舶结构力学的内容。
理解：船舶结构力学与船体强度的联系。
应用：分析船体强度与变形及其他问题。
二） 船体结构的计算图形（重点）
识记：计算图形，典型的船体结构计算图形（人工计算：四种。计算机计算：空间杆系结构和板、梁组合结构。）
理解：船体结构计算图形简化的内涵和简化过程。
应用：实际船体结构简化为与计算方法相应的计算图形。
第2章单跨梁的弯曲理论。
一、学习目的与要求。
本章是结构力学的理论基础。通过对本章的学习，应掌握三类梁的弯曲微分方程的建立及其通解，着重掌握梁的支座和边界条件，着重掌握梁的弯曲要素表和叠加原理的灵活应用。
二、考核知识点与考核目标。
一）梁的弯曲微分方程式及其通解（重点）
识记：梁，单跨梁，梁的挠曲线，符号规定，平衡条件，等截面直梁的弯曲微分方程式。梁的弯曲要素，梁端的弯曲要素，初参数法，梁的挠曲线通用方程式。
理解：梁的微段上弯曲要素间的微分关系。理解通用方程式（2-8）
应用：通用方程式（2-8）
二） 梁的支座和边界条件（重点）
识记：边界条件的概念，自由支持，刚性固定，弹性支座，弹性固定端，柔性系数，刚性系数的含义。
理解：不同的支座用相应的边界条件来表达，支座和边界条件的内涵。
应用：利用边界条件和通用方程（2-8），来求解相应的单跨梁挠曲线方程及其他弯曲要素。
三） 梁的弯曲要素表及其应用（重点）
识记：弯曲要素表的应用，叠加原理，叠加求弯曲要素时的技巧。
理解：叠加原理解题的全过程，叠加法画弯矩图和剪力图。
应用：利用弯曲要素表和叠加原理，求解各种形式的单跨梁的弯曲要素，并画出弯矩图和剪力图。
四） 梁的复杂弯曲（重点）
识记：复杂弯曲的定义，复杂弯曲的微分方程式，初参数解，挠曲线通用方程式，辅助函数。
理解：复杂弯曲时剪力与挠度的微分关系与梁在横力弯曲时是不同的。复杂弯曲时梁的弯曲要素表及叠加原理应用的条件。轴向力对梁弯曲要素的影响。
应用：求解复杂弯曲梁的弯曲要素，为板的弯曲作理论准备。
五） 弹性基础梁的弯曲（次重点）
识记：弹性基础梁的定义，弹性基础的刚性系数，弯曲微分方程式，初参数解，普日列夫斯基函数，循环微分关系及特殊数值，挠曲线通用方程式，辅助函数。
理解：弹性基础梁弯曲时的弯曲要素表及叠加原理应用的条件。弹性基础对梁弯曲要素的影响。
应用：求解弹性基础梁的弯曲要素，为某些工程结构物简化为弹性基础梁的弯曲作理论准备。一根舷侧纵桁多根肋骨组成的舷侧结构的算例。
第3章力法。
一、学习目的与要求。
力法是计算超静定结构的最基本的经典方法。通过对本章的学习，应掌握超静定结构的组成和超静定次数的确定，力法的基本原理及典型方程。并应用力法来解决各类典型结构的计算，例如：
刚性支座上连续梁与不可动节点简单刚架的计算，对某些结构简化出弹性支座与弹性固定端，弹性支座上连续梁的计算，简单板架的计算等等。
二、考核知识点与考核目标。
一） 超静定结构的组成与超静定次数的确定（重点）
识记：静定结构，超静定结构，多余联系，多余约束力，超静定结构的几何组成特征，静力特征。超静定次数，确定超静定次数的基本方法。
理解：同一超静定结构可用不同的方法去掉多余联系得到不同的静定结构。
应用：对各种结构判定其超静定次数。
二） 力法的基本原理及典型方程（重点）
识记：力法的基本结构，变形协调条件，力法的基本原理，力法方程组，主系数、副系数的特点和内涵。
理解：力法方程组的建立，形成力法方程组的一般规律。
应用：用力法解超静定结构。
三） 刚性支座上连续梁与不可动节点刚架（重点。
识记：刚性支座上连续梁，三弯矩方程，刚架，简单刚架，复杂刚架，不可动节点刚架，不可动节点简单刚架。
理解：结构和载荷的对称性的利用。特殊结构和载荷的连续梁可简化为单跨梁。
应用：用三弯矩方程解连续梁和简单刚架。
四） 弹性支座与弹性固定端的实际概念（重点）
识记：弹性支座与弹性固定端的实际概念，简化的条件。
理解：利用弹性支座与弹性固定端的定义得到柔性系数。
应用：读懂教材例题，能对某些具备简化条件的结构进一步简化。
五） 弹性支座上连续梁计算（次重点）
识记：弹性支座上连续梁，五弯矩方程。
理解：此类问题要考虑支座处的挠度。
应用：解简单的弹性支座上的连续梁。
六） 简单板架计算（一般）
识记：主向梁，交叉构件，板架。
理解：载荷的传递，相交节点挠度相等条件。
应用：简单板架计算。
第4章矩阵位移法。
一、学习目的与要求。
本章介绍了位移法的基本原理，还介绍了矩阵位移法及其应用。解决大型杆系结构问题，位移法比力法更具有优势。通过对本章的学习，掌握位移法的基本原理，建立位移法的典型方程。
在此基础上，把位移法分析杆系结构的全过程以矩阵形式表达，形成矩阵位移法，借助计算机编程计算可解大型杆系结构的力学分析问题。要求学生着重掌握位移法的基本原理。了解矩阵位移法计算杆系结构的一般步骤。
二、考核知识点与考核目标。
一） 位移法（重点）
识记：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，固端弯矩。
理解：弯曲杆元的刚度方程，刚度系数，主系数、副系数的涵义。
应用：对简单结构采用位移法计算。
二） 矩阵位移法概述（次重点）
识记：把位移法变为矩阵位移法，节点位移向量（列矩阵），杆端力向量，弯曲杆元的刚度矩阵。结构坐标系，杆元坐标系。节点的自由度数，矩阵位移法主要包括的内容。
理解：节点的位移分量（自由度数），为什么要两套坐标系，支座约束的处理问题。
应用：把结构化为矩阵位移法计算图形（理解图4-12）
三） 杆元分析（次重点）
识记：基本杆元，刚度矩阵的性质，组合变形杆元，杆元固端力，理解：刚度矩阵的性质，由基本杆元合并成组和变形杆元。
应用：各种杆元在杆元坐标系中的刚度方程，刚度矩阵。
四） 编号约定与杆元定位向量（一般）
识记：结构节点未知位移向量，杆元定位向量。
理解：为什么需要杆元定位向量。
应用：看懂图4-20，能对计算结构进行处理。
五） 坐标转换（一般）
识记：坐标转换关系，力和位移的坐标转换，杆元刚度矩阵的坐标转换。
理解：为什么要坐标转换。
六） 整体装配（一般）
识记：结构节点平衡方程组，结构刚度矩阵，结构节点外载荷向量。
理解：结构刚度矩阵的性质。
七） 弹性约束、强迫位移处理（一般）
识记：弹性约束、强迫位移的处理方法。
理解：为什么这样处理。
八） 杆元内力计算、矩阵位移法计算杆系结构的一般步骤（一般）
识记：杆元内力计算，矩阵位移法解题的一般步骤。
理解：式（4-32）。
应用：看懂肋骨刚架和板架计算的例题。
第5章能量原理。
一、学习目的与要求。
本章是变形固体力学的能量原理。通过对本章的学习，应掌握应用能量原理来计算各种杆系结构，为结构有限单元分析方法打下理论基础。
二、考核知识点与考核目标。
一） 应变能和余能（重点）
识记：应变能，线弹性情况杆件应变能的计算公式，拉（压）、扭、弯、剪应变能，弹性支座和弹性固定端应变能。非线性弹性体的应变能计算。余能，余能的计算。
理解：应变能的物理意义，余能的几何意义。
应用：三维弹性体的应变能计算。
二） 虚位移原理及其应用（重点）
识记：虚位移，虚功，虚变形，虚应变能，虚位移原理，虚位移原理的表达式。位能驻值原理，位能驻值原理的表达式。应变能原理，卡氏第一定理。
理解：虚位移原理，位能驻值原理，应变能原理。卡氏第一定理及其适用的条件。
应用：上述原理特别是卡氏第一定理的应用。
三）虚力原理及其应用（重点）
识记：虚力，虚余功，虚余能，虚力原理，虚力原理的表达式。余位能驻值原理，余位能驻值原理的表达式。应力能原理，卡氏第二定理，最小余能定理，卡氏最小功定理。
理解：虚力原理。卡氏第二定理和卡氏最小功定理适用的条件。
应用：卡氏最小功定理及卡氏第二定理的应用。
四） 李兹法（重点）
识记：位能驻值原理的近似解法，李兹法解题步骤。
理解：李兹法所取基函数必须满足的条件，为什么。
应用：李兹法解题。
第6章平面应力问题的有限单元法。
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