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第1章 绪论1

1.1船舶与海洋工程结构力学的内容与任务1

1.2船舶与海洋工程结构的载荷特征与主要失效形式2

1.2.1载荷特征2

1.2.2失效模式3

1.3船舶与海洋工程结构力学的研究方法与计算图形4

1.3.1船舶与海洋工程结构力学的研究方法4

1.3.2船舶与海洋工程结构计算图形5

思考题8

习题8

第2章 直梁的弯曲9

2.1梁弯曲微分方程式及其通解9

2.1.1直梁的弯曲微分方程式9

2.1.2梁弯曲微分方程式的求解（初参数法）10

2.1.3任意载荷作用下的初参数法13

2.2弹性边界条件及其在船体结构中的实际概念16

2.2.1弹性支座16

2.2.2弹性固定端17

2.2.3弹性支座与弹性固定端在船体结构中的实际概念20

2.2.4复杂杆系的弹性支座与弹性固定端的柔性系数22

2.2.5弹性固定端的固定系数23

2.3梁的弯曲要素与应力计算24

2.3.1单跨梁弯曲要素的应用24

2.3.2梁的应力26

2.4剪切对梁横向弯曲的影响26

2.4.1基本概念26

2.4.2剪切挠度计算27

2.5梁的复杂弯曲29

2.5.1梁复杂弯曲微分方程式29

2.5.2微分方程式的解（初参数法）30

2.5.3复杂弯曲梁的弯曲要素与叠加原理35

2.5.4轴向力对弯曲要素的影响36

2.6弹性基础梁的弯曲36

2.6.1弹性基础梁的概念36

2.6.2弹性基础梁的弯曲微分方程式及其解37

2.6.3无限长的弹性基础梁41

思考题42

习题43

第3章 平面杆系结构计算45

3.1超静定结构与计算的基本原理45

3.1.1超静定结构的基本概念45

3.1.2力法的基本原理45

3.1.3位移法的基本原理48

3.2力法应用于连续梁的计算53

3.2.1刚性支座上连续梁的计算——三弯矩方程53

3.2.2弹性支座上连续梁的计算——五弯矩方程56

3.3力法应用于简单刚架的计算58

3.4力法应用于简单板架的计算60

3.5位移法在杆系结构中的应用61

3.5.1位移法补充基本方程62

3.5.2位移法在杆系结构计算中的应用62

3.6结构对称性在平面杆系结构计算中的应用67

3.6.1对称结构与对称载荷的刚架67

3.6.2对称结构与反对称载荷的结构68

3.7曲杆与圆环的计算68

3.7.1曲杆刚架的计算68

3.7.2圆环的计算72

思考题76

习题76

第4章 析架结构与线状结构分析79

4.1概述79

4.2静定平面桁架的内力计算80

4.2.1节点法80

4.2.2截面法83

4.3桁架结构的矩阵分析85

4.3.1矩阵位移法的概念86

4.3.2杆元的刚度矩阵86

4.4桁架结构分析95

4.4.1平面桁架的矩阵结构分析95

4.4.2空间桁架元97

4.5系泊系统的静力分析101

思考题106

习题106

第5章 能量原理及其应用108

5.1应变能与余能108

5.1.1应变能108

5.1.2余能112

5.2虚位移原理、最小势能原理与应变能原理113

5.2.1虚位移原理113

5.2.2最小势能原理116

5.2.3应变能原理118

5.3最小势能原理的近似解法（里兹法、迦辽金法）121

5.3.1瑞利一里兹法（Rayleigh-Ritz Method）121

5.3.2迦辽金法（Galerkin Method）126

思考题127

习题127

第6章 薄平板的弯曲分析129

6.1薄平板的基本概念与基本假设129

6.1.1板的几何特征与基本概念129

6.1.2薄板弯曲的基本假设130

6.2薄板弯曲的平衡微分方程132

6.2.1薄板弯曲的本构关系132

6.2.2薄板弯曲内力133

6.2.3平衡微分方程134

6.3边界条件136

6.4矩形板的经典解法138

6.4.1纳维（Navier， C.L.）解139

6.4.2利维（Levy， M.）解法142

6.4.3应用叠加原理解法146

6.5薄板弯曲的能量法148

6.5.1薄板弯曲的应变能148

6.5.2能量解法（里兹法）149

6.6矩形薄板的筒形弯曲150

6.6.1板的筒形横弯曲151

6.6.2板的筒形复杂弯曲152

6.6.3板的筒形大挠度弯曲154

思考题159

习题160

第7章 圆筒形薄壳的静力分析162

7.1圆筒形壳的基本理论162

7.1.1基本假设与微块内力162

7.1.2微块的静力平衡方程式165

7.1.3边界条件166

7.2圆筒形薄壳的无矩理论及其解168

7.3圆筒形薄壳的有矩理论及其解172

7.3.1轴对称变形圆筒形壳的解172

7.3.2封闭形圆筒形壳在均匀外压下的轴对称弯曲176

7.4环向加筋圆筒形壳的结构分析178

思考题183

习题183

第8章 结构稳定性分析184

8.1概述184

8.1.1结构的稳定性问题184

8.1.2平衡状态的特征185

8.1.3结构稳定性问题分析方法186

8.1.4稳定问题的类型187

8.2单跨轴向受压杆的稳定性分析189

8.2.1中性平衡法189

8.2.2能量法194

8.2.3具有初始几何缺陷压杆的稳定性197

8.3理想压杆的非弹性稳定性199

8.3.1切线模量理论199

8.3.2双模量理论200

8.3.3湘利（F.R.Shanley）理论201

8.3.4切线模量理论的应用201

8.4连续压杆的稳定性分析202

8.4.1在刚性支座上连续压杆的稳定性分析203

8.4.2在中间弹性支座上连续压杆的稳定性分析205

8.5甲板板架的稳定性分析209

8.5.1简单板架的稳定性分析209

8.5.2板架的非弹性稳定性213

8.5.3横骨架式甲板板架的稳定性问题217

8.6矩形板的稳定性分析218

8.6.1板的中性平衡微分方程218

8.6.2四边自由支持的单向受压板的临界应力219

8.6.3四边自由支持板在切应力作用下的临界应力222

8.6.4三边自由支持一边完全自由单向受压板的临界应力223

8.7板稳定性的能量解法225

8.7.1中性平衡时的应变能与外力功225

8.7.2一对边受线性分布压应力作用的四边自由支持矩形板的临界应力分析227

8.7.3板在复合受力时的稳定性分析229

8.8板的后屈曲性能与极限强度230

8.8.1板屈曲后的应力分布231

8.8.2板的有效宽度与折减系数231

8.8.3板的极限载荷233

8.9圆环的屈曲分析235

思考题237

习题237

第9章 薄壁杆件的扭转241

9.1扭转的基本概念241

9.2薄壁杆件的自由扭转与翘曲242

9.2.1开口薄壁杆件的自由扭转242

9.2.2单闭室薄壁杆件的自由扭转243

9.2.3多闭室薄壁杆的自由扭转245

9.3薄壁杆件自由扭转的截面翘曲分析249

9.3.1开口薄壁截面的翘曲249

9.3.2闭口薄壁杆件的翘曲249

9.4开口薄壁杆件的约束扭转253

思考题254

习题255

第10章 结构有限元法基础257

10.1有限元法的基本概念257

10.2 杆元258

10.2.1单元形函数258

10.2.2应变矩阵与应力矩阵259

10.2.3单元刚度矩阵260

10.2.4单元的等效节点载荷260

10.2.5节点载荷与节点位移之间的关系260

10.2.6结构刚度矩阵和结构节点载荷列阵集成261

10.2.7有限元方程与位移边界条件处理262

10.2.8坐标变换263

10.3梁元265

10.3.1轴向刚度266

10.3.2扭转刚度266

10.3.3 xy平面内弯曲267

10.3.4 xz平面内的弯曲269

10.3.5主轴坐标系内力与位移的关系式269

10.3.6节点坐标系内的力一位移关系式270

10.3.7总体坐标系内的力一位移关系式273

10.3.8杆系结构矩阵位移法的求解步骤278

10.4平面三角形单元278

10.4.1节点位移与节点力278

10.4.2位移函数279

10.4.3应变一位移关系280

10.4.4应力一应变关系280

10.4.5单元刚度矩阵281

10.4.6收敛性的条件282

10.4.7载荷移置283

10.5矩形薄板弯曲单元284

10.5.1位移函数284

10.5.2单元的应变与应力286

10.5.3单元刚度矩阵286

10.5.4载荷移置287

10.6有限元模型化技术288

思考题292

习题293

附录Ⅰ变分法基础295

附录Ⅱ单跨梁的弯曲要素表300

附录Ⅲ单跨梁的复杂弯曲要素表与辅助函数307

附录Ⅳ杆件临界应力曲线及修正系数311

附录Ⅴ具有中间弹性支座连续压杆的稳定性曲线313

附录Ⅵ矩形平板的弯曲要素316

附录Ⅶ矩形平板稳定性计算公式319

附录Ⅷ 船用球扁钢断面几何要素320

部分习题参考答案321

参考文献328