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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