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第1章 绪论1

1.1 船舶结构力学的研究内容和学科体系1

1.1.1 船舶结构力学的任务和研究内容1

1.1.2 船舶结构力学学科体系和本书所涉及的内容2

1.2 船舶结构力学的建立和在中国的传播与发展2

1.2.1 船舶结构力学的建立2

1.2.2 船舶结构力学在中国的传播与发展6

第2章 船舶结构力学计算模型的建立11

2.1 船舶结构力学基本计算模型简介11

2.2 船舶结构力学建模的一般原则12

2.3 船舶结构力学基本计算模型的建立12

2.3.1 结构计算模型的边界支承条件12

2.3.2 船体梁和骨架梁计算模型13

2.3.3 船舶结构的刚架计算模型16

2.3.4 船舶结构的板架计算模型16

2.4 船体骨架梁带板计算18

习题18

第3章 单跨梁的横向弯曲20

3.1 直梁及微曲梁弯曲理论20

3.1.1 坐标系与符号规定20

3.1.2 梁弯曲基本假设21

3.1.3 梁弯曲基本微分方程式21

3.2 纯弯曲单跨梁的求解25

3.2.1 初参数法及边界条件26

3.2.2 叠加原理与梁的弯曲要素表34

3.2.3 剪力对梁弯曲挠度的影响37

3.3 弹性基础梁的求解42

3.3.1 弹性基础梁的弯曲微分方程式的解43

3.3.2 弹性基础梁的计算44

3.4 复杂弯曲梁的求解46

3.4.1 复杂弯曲梁的微分方程式47

3.4.2 微分方程式的解及边界条件48

3.4.3 梁复杂弯曲的计算50

3.5 能量法解梁弯曲问题53

3.5.1 梁的应变能计算54

3.5.2 泛函与变分的概念56

3.5.3 虚功原理和势能驻值原理58

3.5.4 瑞利-里兹法60

习题64

第4章 连续梁68

4.1 概述68

4.2 力法的基本知识69

4.2.1 力法的基本原理69

4.2.2 力法求解的基本步骤71

4.3 自由支持在刚支座上连续梁的计算72

4.4 自由支持在独立弹性支座上的连续梁的计算75

4.5 阶梯形变截面梁的计算78

习题80

第5章 平面刚架82

5.1 刚架的一般概念82

5.1.1 刚架的分类82

5.1.2 平面刚架的承载特点82

5.1.3 对称刚架的简化处理83

5.2 不可移结点简单刚架84

5.2.1 不可移结点简单刚架计算与分析84

5.2.2 弹性固定端的实际概念87

5.3 不可移结点复杂刚架89

5.3.1 位移法基本原理90

5.3.2 例题93

5.4 可移结点刚架的计算96

5.4.1 位移法的基本方程（续）——一般情况96

5.4.2 位移法解可移结点刚架举例99

5.4.3 杆件刚度矩阵的初步概念101

习题102

第6章 平面板架104

6.1 概述104

6.2 简单板架计算105

6.2.1 力法求解简单板架105

6.2.2 位移法求解简单板架108

6.3 多根主向梁、一根交叉构件的板架的计算110

习题116

第7章 弹性力学基础119

7.1 弹性力学的基本概念和基本假设119

7.1.1 基本假设119

7.1.2 基本概念120

7.2 弹性力学基本方程124

7.2.1 平衡微分方程124

7.2.2 应力边界条件126

7.2.3 几何方程126

7.2.4 应变协调方程127

7.2.5 物理方程129

7.3 弹性力学问题的基本解法及一般原理130

7.3.1 位移法解弹性力学问题131

7.3.2 应力法解弹性力学问题132

7.3.3 弹性力学的一般原理133

7.4 弹性力学平面问题134

7.4.1 平面应力问题与平面应变问题134

7.4.2 平面应力问题的基本方程135

7.4.3 平面应变问题的基本方程137

7.4.4 应力函数解法138

7.4.5 例题——用应力函数解悬臂梁的弯曲140

习题143

第8章 薄板的弯曲145

8.1 概述145

8.1.1 基本概念145

8.1.2 基本假设146

8.1.3 基本方程147

8.2 长矩形薄板的柱面弯曲148

8.3 薄板小挠度弯曲158

8.3.1 薄板挠曲面微分方程式158

8.4 矩形薄板小挠度弯曲问题的解析解164

8.4.1 四边自由支持矩形薄板的纳维叶解164

8.4.2 一对边自由支持矩形薄板的列维解法168

8.4.3 应用叠加原理的解法172

8.5 薄板小挠度弯曲问题的能量解法（里兹法）174

8.6 薄板的大挠度弯曲178

8.6.1 几何关系178

8.6.2 弹性关系180

8.6.3 平衡关系182

习题185

第9章 圆柱形薄壳的弯曲188

9.1 概述188

9.2 闭合的圆柱壳的弯曲微分方程及其通解188

9.2.1 基本概念和假设188

9.2.2 受力分析189

9.2.3 壳带的弯曲微分方程191

9.2.4 微分方程的解192

9.3 在均匀外压下环肋圆柱壳弯曲问题的解193

9.3.1 边界条件194

9.3.2 应力和位移计算195

习题200

第10章 舰船结构的稳定性201

10.1 概述201

10.2 轴向压杆的稳定性计算203

10.2.1 中性平衡法203

10.2.2 能量法208

10.2.3 非弹性稳定性210

10.3 连续压杆的稳定性213

10.3.1 在刚性支座上连续压杆的稳定性213

10.3.2 在中间弹性支座上连续压杆的稳定性215

10.3.3 弹性基础上单跨压杆的稳定性219

10.4 甲板板架的稳定性计算220

10.4.1 只有一根纵桁的甲板板架220

10.4.2 具有两根或两根以上交叉构件的甲板板架221

10.5 矩形薄板的稳定性计算225

10.5.1 板屈曲的特点225

10.5.2 中性平衡法求板的弹性屈曲载荷226

10.5.3 能量法求解板的弹性屈曲载荷233

10.6 板的后屈曲强度237

10.6.1 单向均匀受压简支板的后屈曲强度238

10.6.2 板的极限载荷与有效宽度242

10.7 圆环在均匀外压作用下的稳定性计算245

习题247

第11章 有限元法基础及应用251

11.1 有限元法基本原理251

11.1.1 结构离散化251

11.1.2 单元位移模式与形函数252

11.1.3 单元刚度矩阵255

11.1.4 结构刚度矩阵257

11.1.5 外载荷的移置260

11.1.6 有限元法的实施步骤与注意事项262

11.1.7 算例分析262

11.2 有限元法基本单元266

11.2.1 等截面梁单元266

11.2.2 平面应力矩形单元272

11.2.3 板-壳单元278

11.3 稳定性问题的有限元方法282

11.3.1 压杆稳定性问题的有限元法283

11.3.2 受面内载荷作用下板的稳定性问题有限元法285

11.4 结构分析有限元软件在船舶设计领域的应用286

11.4.1 CAE技术的发展历程与结构分析有限元软件现状286

11.4.2 应用实例289

第12章 大开口船舶弯扭强度基础296

12.1 概述296

12.2 等截面直杆的圣维南扭转298

12.2.1 基本关系299

12.2.2 应力函数300

12.2.3 扭矩及扭矩常数301

12.2.4 椭圆形截面直杆的扭转302

12.2.5 狭长矩形截面直杆的自由扭转303

12.3 薄壁杆件的自由扭转304

12.3.1 开口薄壁杆件的自由扭转304

12.3.2 闭口薄壁杆件的自由扭转306

12.4 开口薄壁杆件的约束扭转312

12.4.1 基本概念312

12.4.2 约束扭转的扭角微分方程式313

12.5 简单船体剖面的约束扭转315

12.5.1 约束扭转翘曲正应力316

12.5.2 约束扭转翘曲剪应力318

12.5.3 确定扇性坐标319

12.5.4 Kollbrunner和Hajdin修正的薄壁梁理论325

12.6 多闭室船体薄壁梁剖面特性参数计算327

12.6.1 剖面剪切中心位置计算328

12.6.2 圣维南扭转刚度GIt的计算331

12.6.3 约束扭转刚度EIω的计算332

习题333

附录337

附录A 单跨梁的弯曲要素表337

附录B 弹性基础梁的弯曲要素表及辅助函数345

附录C 单跨梁复杂弯曲的弯曲要素表及铺助函数358

附录D 船用球扁钢截面要素363

附录E 矩形平板的弯曲要素364

附录F 在中间弹性支座上连续压杆的稳定性曲线366

习题答案369

参考文献382