第一部分 结构设计原理 3
第1章 概述 3
1.1 结构设计准则 3
1.2 强度和疲劳分析 5
1.3 结构可靠性应用 8
1.4 风险评估 10
1.5 本书的布局 11
1.6 怎样使用本书 12
参考文献 13
第2章 船舶设计中波浪载荷和分类 14
2.1 概述 14
2.2 波浪和波浪统计 14
2.3 随机波浪中的船舶响应 19
2.4 船舶设计规范 24
参考文献 26
第3章 海洋结构物载荷和动态响应 28
3.1 概述 28
3.2 环境影响 28
3.3 环境载荷和漂浮动力学分析 33
3.4 结构响应分析 35
3.5 极限分析 39
3.6 小结 47
3.7 附录A：弹性梁的振动 48
参考文献 49
第4章 根据规范确定船体尺寸 51
4.1 概述 51
4.2 船舶稳定和强度的基本概念 51
4.3 纵向强度的初始船材尺寸标准 55
4.4 横向强度的初始船材尺寸标准 57
4.5 局部强度的初始船材尺寸标准 58
参考文献 63
第5章 船体设计分析 64
5.1 概述 64
5.2 载荷设计 64
5.3 有限元法强度分析 65
参考文献 70
第6章 海洋结构分析 71
6.1 引言 71
6.2 项目规划 73
6.3 有限元分析的使用 76
6.4 设计载荷与载荷校验 81
6.5 结构模型 82
参考文献 91
第7章 海洋结构极限状态设计 92
7.1 引言 92
7.2 极限状态设计 92
7.3 疲劳极限状态设计 98
参考文献 101
第二部分 极限强度 105
第8章 柱和梁-柱的屈曲／失稳 105
8.1 圆柱的屈曲和极限强度 105
8.2 梁-柱的屈曲和极限强度 108
8.3 梁-柱的塑性设计 111
8.4 实例 113
参考文献 115
第9章 圆管的屈曲和局部屈曲 116
9.1 引言 116
9.2 实验 117
9.3 理论分析 126
9.4 计算结果 139
9.5 结论 145
9.6 例子 146
参考文献 146
第10章 板和加筋板的极限强度 148
10.1 引言 148
10.2 复合载荷 153
10.3 板的屈曲强度 154
10.4 非加筋板的极限强度 155
10.5 加筋板的极限强度 156
10.6 加筋板的总屈曲（包括所有板格屈曲） 157
参考文献 157
第11章 圆柱壳的极限强度 158
11.1 引言 158
11.2 非加强圆柱壳的弹性屈曲 159
11.3 环向加强壳的屈曲 162
11.4 纵向和环向加强下壳的屈曲 164
参考文献 166
第12章 非线性有限元分析理论 167
12.1 概述 167
12.2 大位移下的弹性梁柱单元 168
12.3 塑性节点法 169
12.4 转换矩阵 173
12.5 附录A：基于应力的塑性本构方程 174
12.6 附录B：变形矩阵 181
参考文献 182
第13章 船体极限强度分析 184
13.1 引言 184
13.2 基于塑性节点法的船体结构分析 185
13.3 船体梁极限强度的分析方程 191
13.4 用改进的史密斯方法考虑疲劳腐蚀影响 193
13.5 船体梁强度方程和史密斯方法的比较 196
13.6 使用塑性节点法实例 198
13.7 结论 204
参考文献 205
第14章 撞击载荷下的海洋结构物 208
14.1 概述 208
14.2 有限元公式 208
14.3 碰撞结构 211
14.4 举例 212
14.5 结论 222
参考文献 222
第15章 地震载荷作用下的海洋结构 224
15.1 概述 224
15.2 按照API RP2A进行的地震设计 224
15.3 方程和运动 225
15.4 举例 227
15.5 结论 231
参考文献 232
第三部分 疲劳断裂 235
第16章 疲劳和断裂机理 235
16.1 引言 235
16.2 疲劳概述 235
16.3 应力疲劳 236
16.4 变幅值负荷的累计损伤 238
16.5 应变疲劳 238
16.6 疲劳分析中的断裂力学 240
16.7 例子 241
参考文献 242
第17章 疲劳性能 244
17.1 S-N曲线 244
17.2 应力范围估计 250
17.3 应力集中系数 252
17.4 例子 255
参考文献 256
第18章 疲劳载荷和应力 258
18.1 引言 258
18.2 远洋船舶的疲劳载荷 258
18.3 疲劳应力 260
18.4 由散点图确定的疲劳载荷 263
18.5 疲劳载荷组合 264
18.6 例子 266
18.7 小结 268
参考文献 269
第19章 简化疲劳评估 271
19.1 引言 271
19.2 确定性疲劳分析 271
19.3 简化疲劳评估 272
19.4 双线性S-N曲线简化疲劳 273
19.5 许用应力范围 274
19.6 切口周围连接处的设计标准 274
19.7 例子 276
参考文献 277
第20章 疲劳谱分析和设计 278
20.1 引言 278
20.2 疲劳谱分析 279
20.3 疲劳的时域估算方法 281
20.4 结构分析 282
20.5 疲劳分析和设计 284
20.6 船级社的审图 290
参考文献 290
第21章 断裂力学的应用 292
21.1 引言 292
21.2 水准1：CTOD设计曲线 293
21.3 水准2：CEGB R6图 294
21.4 水准3：失效估算图（FAD） 295
21.5 基于断裂力学的疲劳评估 296
21.6 使用断裂力学和S-N曲线方法进行疲劳评估的对比 297
21.7 断裂力学在航天、发电领域的应用 297
21.8 例子 298
参考文献 298
第22章 材料选择和标准 300
22.1 引言 300
22.2 材料选择和断裂预防 300
22.3 焊接的改进和修补 302
22.4 损伤容限标准 304
22.5 无损检测 305
参考文献 306
第四部分 结构可靠性 309
第23章 结构可靠性理论基础 309
23.1 引言 309
23.2 不确定性和不确定性模型 309
23.3 基本概念 310
23.4 构件可靠性 315
23.5 可靠性分析 315
23.6 统计组合 315
23.7 时变可靠性 317
23.8 可靠性更新 318
23.9 目标概率 319
23.10 可靠性计算的软件 320
23.11 举例 320
参考文献 322
第24章 随机变量和不确定性分析 324
24.1 引言 324
24.2 随机变量 324
24.3 不确定性分析 326
24.4 分布函数的选择 327
24.5 船舶结构设计中的不确定性 328
参考文献 330
第25章 船舶结构可靠性 331
25.1 引言 331
25.2 船体梁可靠性的闭合法 331
25.3 载荷效应和载荷组合 333
25.4 船舶结构可靠性分析的步骤 334
25.5 FPSO船体梁时变可靠性的分析 336
参考文献 342
第26章 基于可靠性的设计和规范校核 345
26.1 概述 345
26.2 一般的设计原则 345
26.3 可靠性设计 348
26.4 基于可靠性的规范校核 349
26.5 管状结构的数字模型 351
26.6 FPSO的船体梁崩塌的数值算例 355
参考文献 358
第27章 疲劳可靠性 360
27.1 引言 360
27.2 疲劳应力模型的不确定性 360
27.3 疲劳可靠性模型 362
27.4 S-N方法校核断裂力学模型 365
27.5 疲劳可靠性应用——疲劳安全检查 366
27.6 数值算例 367
参考文献 372
第28章 基于概率和风险的检测规划 373
28.1 引言 373
28.2 风险检测规划概念 373
28.3 概率的检测规划可靠性更新理论 375
28.4 风险检测的案例 376
28.5 风险最优化检测 379
参考文献 383
第五部分 结构风险评估 387
第29章 风险评估方法 387
29.1 引言 387
29.2 风险估计 391
29.3 风险承受标准 392
29.4 用风险评估确定性能标准 395
参考文献 396
第30章 海洋结构的风险评估 397
30.1 概述 397
30.2 碰撞风险 397
30.3 爆炸风险 400
30.4 火灾风险 404
30.5 坠落物 406
30.6 案例研究——浮式生产系统的风险分析 409
30.7 环境影响评估 414
参考文献 415
第31章 船舶工业标准安全评估（FSA） 417
31.1 引言 417
31.2 标准安全评定的综述 417
31.3 标准安全评定的功能模块 419
31.4 标准安全评定的人员和组织因素 424
31.5 船舶燃油系统的实例 425
31.6 海运中的FSA的使用问题 425
参考文献 426
第32章 油田开发的经济风险评估 427
32.1 引言 427
32.2 决策标准和极限状态函数 429
32.3 经济风险模拟 430
32.4 结果评估 432
32.5 附录A 净现值和内部收益率 433
参考文献 434
第33章 人员可靠性评估 435
33.1 引言 435
33.2 人为失误鉴定 435
33.3 人为失误分析 437
33.4 人为失误降低 438
33.5 用于海洋系统设计的工效学 438
33.6 质量保证和质量控制（QA/QC） 439
33.7 海洋结构的人为因素和组织因素 439
参考文献 441
第34章 基于风险评估的维护 443
34.1 引言 443
34.2 初步风险分析（PRA） 445
34.3 RCM过程 447
参考文献 453