《船舶强度与结构设计》课程教学大纲.

船体强度与结构实验教学仿真系统研究摘要：船体强度与结构实验教学仿真系统是船体强度与结构设计课程实验课的辅助教学系统。

它是集教学实验、实验仿真、强度校核与预警于一体，将计算机技术与船体强度与结构实验知识相结合的模拟仿真系统。

本系统主要以Visual C++、Autherware为开发工具，Visual Basic、Falsh、3D Max等为辅助工具，采用面向对象的设计方法，结合可视化设计技术开发出具有友好的人机交互界面的多媒体仿真实验系统。

关键词：船体强度辅助实验教学多媒体仿真随着计算机技术的高速发展，以计算机技术为依托的多媒体虚拟仿真技术在各个方面已经得到了广泛的应用。

但是如何以多媒体技术为基础构建一个虚拟的船体强度与结构实验环境进行教学实验或科学研究的还鲜有报道。

另外船体强度与结构设计实验课属于专业实验课，需要大量的实验设备和实验场地，现有的学校实验条件很难满足每一位同学都能较好的参与到实验中来，这样就极大是限制了学生们的实践创新能力的发展。

为了改善这种情况，船舶强度与结构实验仿真系统的研究就显得尤为重要。

它使得学生们在演示性实验的基础上，应用三维实体造型技术，进行船体模型的结构仿真,并进行强度计算确定船体的结构强度是否满足船舶建造规范。

1 系统的开发平台船体强度与结构实验仿真系统主体是以计算机软件为核心，配有高速数据采集板、接口端子板、各种精密传感器、各种信号处理器等硬件设备。

系统采用了积木式、模块化的结构[1]，在设计时采用了面向对象的设计方法，并以Authorware作为系统的主要开发平台，该软件具有功能齐全的多媒体制作功能，生成的应用程序有很强的通用性,是一种基于图标和流程线结构的编辑平台，具有较好的交互设计功能[2]。

在船舱结构的三维设计方面，本系统首先采用3D Studio MAX的强大功能进行船舱三维立体建模，生成动画文件。

由于3D Studio MAX所生成的A VI动画文件是一个个的孤立动画画面，这里需要应用视频剪辑软件Adobe Premiere的影像合成功能将几段A VI文件处理合成为一个动画文件。

《船体结构疲劳强度指南》船体结构的疲劳强度指南是为了帮助船舶的设计和维护工程师正确评估和处理船体在长期使用过程中可能产生的疲劳破坏问题而编制的一本指导手册。

本文将介绍船体结构疲劳强度指南的内容和目的，并说明其对船舶设计和维护的重要性。

船体是船舶的基本骨架，支撑着船舶的各个部分及其载荷，承受着各种力量和应力作用。

由于航海环境的复杂性和船舶的使用特点，船体在长期使用过程中可能会受到疲劳破坏的影响。

船体的疲劳破坏可能导致严重的安全问题和经济损失，因此对船体疲劳强度进行合理的评估和控制是十分重要的。

船体结构疲劳强度指南主要包括以下内容：1.船体疲劳强度评估方法：介绍船体疲劳强度评估的基本原理、方法和步骤。

包括载荷和应力计算方法、疲劳寿命预测方法以及疲劳裕度的评估方法等。

2. 疲劳强度评估标准和准则：提供了船体疲劳强度评估的标准和准则。

根据国际海事组织（IMO）和国际船级社会（ClassNK）等相关规定和要求，对船体疲劳裕度、疲劳寿命和疲劳强度等方面的评估标准进行了详细的说明和解释。

3.疲劳强度改进方法和措施：根据船体结构的特点和疲劳破坏的原因，提供了一些改进船体疲劳强度的方法和措施。

包括材料选择、结构设计、焊接工艺、船舶操作和维护等方面的内容。

4.疲劳监测和维护方法：介绍了船体疲劳监测和维护的方法。

包括结构应力监测、疲劳损伤识别和评估、疲劳裂纹的检测和修复等方面的内容。

并提供了相应的监测和维护工具和设备的使用指南。

船体结构疲劳强度指南的目的是为了帮助船舶设计和维护工程师正确评估和处理船体疲劳破坏问题，确保船舶的安全运行和寿命。

船体疲劳强度评估和控制是船舶设计和维护的关键环节，对于船舶的性能和可靠性具有重要影响。

船舶设计阶段，通过科学的疲劳强度评估和改进措施的设计，可以最大限度地提高船体的疲劳寿命，减少疲劳破坏带来的安全风险和维修成本。

船舶维护阶段，通过定期的疲劳监测和维护，可以及时发现和修复船体的疲劳损伤，防止其进一步发展和扩大，并延长船舶的使用寿命。

2008/3/21《船舶建造工艺学》课程设计指导书袁 萍 编1《船舶建造工艺学》课程设计指导书课程编号： 课程名称：船舶建造工艺学 Building technology of ship & marine engineering 周数/学分：2/2 先修课程： 《船舶建造工艺学》 《船舶制图》 《船舶结构与强度设计》 适用专业：船舶工程 开课学院、系或教研室：交通学院船舶与海洋工程系一、目的和要求1、目的 《船舶建造工艺学》课程设计是掌握《船舶建造工艺学》课程内容重要 环节，课程设计的目的是为了使学生巩固和掌握《船舶建造工艺学》课程所 授知识。

2、要求 初步按照船舶建造工艺生产设计方法，应用实船资料，完成实船的船舶 建造方案和分段划分方案的设计。

二、课程设计内容1、资料分析； 2、船舶建造方案选定； 3、船体分段划分及分段重量计算； 4、绘制船体分段划分图； 5、绘制其他指定视图； 6、编制课程设计说明书。

2三、课程设计进度要求序号 1 2 3 4 5 6 7 讲课，设计准备 读图、分析资料设计内容所用时间（天） 1 1 1 1 3 2 1制定船舶建造方案和船体分段划分 分段重量计算 绘制全船分段划分及其他指定视图 编制课程设计说明书 答辩或考核 合 计10四、课程设计步骤与方法1、 读识船图 要求熟悉产品特性、承造厂条件、设计任务及要求。

2、 制定船舶建造方案和船体分段划分 在对产品特征、工厂生产条件、设计要求及工艺性等诸方面进行综合考 虑的基础上进行分析、比较，最后确定船舶建造方案和船体分段划分方案。

3、 计算分段重量 分段重量计算是进行分段划分必不可少的依据，为了使估算的数据比较 准确，可以分别计算出船体各部位的各典型肋距内（一个肋距长）的船体钢 料重量，然后根据这些资料估算出分段划分方案中各个分段的重量。

4、绘制全船分段划分及其他指定视图 ① 图中要有典型横剖面，表明纵向划分部位及其接头形式；3② 侧视图，表明舷侧的分段划分情况； ③ 甲板俯视图，表明甲板的分段划分情况； ④ 双层底俯视图，表明底部的分段划分情况； ⑤ 图中应给出纵、横舱壁、平台、水密肋板等与甲板、外板、内底板 等的相交线； ⑥ 图上应增加指导教师指定的视图； ⑦ 标题栏使用标准形式，明细表应列出各分段的代号、名称、件数、 重量、尺度等。

武汉船舶职业技术学院2012-2013学年第一学期《船体强度与结构设计》 B（开卷）班级姓名学号一、选择题：(每空2分,共10分)1.第一次计算船体总纵弯曲应力时，船体剖面上某两点到中性轴的距离之比为1：4，则计算出的第一次船体总纵弯曲应力之比为。

（）A．1：1 B. 1：2 C. 1：4 D. 1：162.除外，以下方法都是计算静波浪弯矩的有效方法。

（）A．麦卡尔法 B. 直接法 C. 逐步近似法 D. 史密斯法3.船体总纵弯曲时挠度的计算可以分为两部分，但以下不属于考虑的范畴。

（）A．弯曲、扭转组合挠度 B. 总纵弯曲挠度 C. 剪切挠度4.计算船体总纵强度时，构成船体梁上冀板的最上层连续甲板通常称为。

（）A.平台甲板B. 驾驶甲板C. 强力甲板D. 船外板5.计及波浪水质点运动所产生的惯性力的影响，即考虑波浪动水压力影响对浮力曲线所作的修正，称为，或称史密斯修正。

（）A．逐步近似修正 B. 重力修正 C.惯性力修正 D. 波浪浮力修正二、名词解释题（每题6分，共30分）答：2.弯矩曲线答：3.船体梁答：4.剖面模数比面积答：5.总纵弯曲答：三、问答题(每题10分，共40分) 答：2.计算总纵弯曲应力时是否需要进行第二次总纵弯曲应力的近似计算？为什么？第二次总纵弯曲应力的近似计算中是否需要计算骨材的临界应力？为什么？答：3.静力等效原则是处理什么的原则？其内容是什么？答：4.静水弯矩曲线Ms有哪几个特点？静水弯矩和静水剪力Ns之间有什么关系？答：四、计算题(共20分)尺寸（cm）如图所示。

作用在该截面上的弯矩为9000 N·m，求：Array（1）对中性轴o-o’的轴惯性矩Ix（2）该截面对轴A-A’的轴惯性矩（3）该2.（10分）某局部重量P=600N的位置如图，距离6站号1m，已知站距ΔL=5m，请将P分布在相邻的两站内，求P1、P2和对应的分布重量p1、p2。

《船舶管理（轮机）》课程标准课程代码：课程类型：理实一体课课程性质：必修课适用专业：轮机工程技术总学时：72一、课程性质与作用《船舶管理（轮机）》是海洋船舶轮机工程技术〈轮机管理〉专业核心课程，是海船船员三管轮适任考试课程之一，是从事船舶机械设备运行、维护、安装、调试，航运部门机务管理必备的课程。

二、课程目标1、课程总体目标：通过任务引导的项目活动，掌握海员培训、发证和值班标准国际公约（STCW 公约）关于船舶管理的理论知识；掌握船舶结构、营运、适航性、防污染、人员管理、资源管理等方面的知识，具有一定的船舶营运中的业务分析能力和事件、事故解决能力；满足国家海事局对海船三管轮适任标准的要求和航运企业对操作级轮机员的技能要求。

2、具体目标1）知识教学目标（1）船舶结构及其适航性的基本知识。

（2）船舶防污染的国际公约、国内法规及防污染设施。

（3）船舶营运安全管理及其相关的国际公约与国内法规。

（4）船舶营运经济性管理知识。

（5）船舶安全操作及应急处理的知识。

（6）船舶人员管理及其相关的国内、外法规。

（7）船舶油类、物料及备件管理知识。

（8）机舱资源管理知识。

2）能力培养目标（1）具备保持船舶适航性的能力。

（2）具备正确执行ISM规则和IMo法规的能力。

（3）具备防止海洋环境污染的能力。

（5）具备机舱资源管理的能力。

3）素质培养目标（1）具有诚实守信，认真负责、积极向上的职业精神和职业道德意识。

（2）具有热爱科学、实事求是的学风；具有创新意识和创新精神，不断探索和研究船舶管理发展趋势和新的技术。

（3）树立科学发展观，注重生态环保；执行行业标准和法规，注重技术安全和劳动保护。

（4）掌握人际交往的基本技巧，具有懂得沟通、讲究协作和善于获取信息的能力。

三、课程设计理念与思路课程设置依据：依据STCW78公约马尼拉修正案、国家海事局高级船员最新考纲和现代船舶轮机管理的工作需求设置“船舶管理”课程，对应操作级船员”船舶作业与船员管理功能”岗位功能模块；同时考虑到“以职业素质为基础，以适岗能力为本位”的教育教学指导思想和航海高职高专学生的认知规律，以满足远洋船舶轮机人才需求、船舶轮机岗位群能力的需求和对于高级船员的适任要求。

5.1.1 船舶建造规范的产生、发展和作用18世纪40年代以前，所有的船舶都凭经验建造，也经历了带有巨大损失的尝试。

后来，通过对建造实绩和航行经验的总结与提高，逐渐形成了造船所应遵循的规范。

规定建造规范的初步措施是俄罗斯政治家——彼得大帝作出的，他于1723年颁布了“关于按照新的船样建造河船”的条例。

在此条例中规定了船体的基本构件。

随着产业革命，贸易也发达起来，船舶建造愈来愈多，轮船保险商感到各船舶的吨位、建造日期、建造材料及船舶所有人等资料有集中的必要。

于是1760年成立了世界上第一个船级机构——英国劳氏船级协会。

以后，各航运事业发达的国家都相继成立了船舶协会。

起初，船级协会的主要工作是制订船舶登记册，载有关于入级船舶的船体和轮机状况。

直到1835年才出现第一本船级协会颁布的《建造规范》。

该规范系英国劳氏船级协会出版，适用于一百七十英尺长、一百总吨左右的木船，结构尺寸按吨位数字决定。

自那以后，随着造船材料、构件连接方式及船体强度理论的发展，建造规范也经历着不断发展(例如，1855年、1888年相继出现了《铁船规范》、《钢船规范》)和逐步完善的漫长过程。

目前，世界上船级社很多，其中比较主要的有以下几个：中国船检局(中国船级社)(CCS)美国船检局(ABS)英国劳氏船级社(LR)德国劳氏船级社(GL)日本海事协会(NK)法国船级社(BV)挪威船级社(DNV)意大利船级社(RI.N.A)俄罗斯船舶登记局(RS)船级社规范监督船的建造，并允许船舶正式“入级”，给它们所登记的船办各种国际协定所要求的证书；此外，还对使用中的船舶作定期检查，以确定这些船是否仍保持在“级”内。

各主要船级社在世界各地都有办事处，几乎在各港口都能找到它的代表。

建造规范也为航运、造船、相关的制造业和保险业服务。

经过“入级”登记的船，符合公认的健全的建造标准，这就等于告诉运货人说，他将他的货物交给已经入级的船承运时，他并没有冒险脱离实际的风险；同时，保险公司有被请求给船保险时，船的入级有助于保险公司判断隐含着的危险性质。

船舶与海洋工程结构设计课程设计上海交大上海交通大学的船舶与海洋工程结构设计课程是本科生学习的重要科目，旨在为学生提供全面的海洋工程结构设计的基础知识与技能。

本课程基于船舶与海洋工程结构设计领域的前沿研究进行实践性教学，以高度全面的海洋工程结构设计理论与实践技能为学生提供优质的教育服务，从而使学生具备船舶结构设计实践的能力。

本课程的特色在于采用系统的实验室活动和教学模式，使学生能够针对现实中的实际问题提出解决方案，学习船舶结构设计的基本原理与基础知识。

首先，学生将学习船舶和海洋结构体系的设计方法、基础技术、材料选择与测试等基本内容。

然后，学生还将学习做爆炸物与振动减振相关的内容，以及船舶结构力学理论、抗结构变形理论与结构强度分析方法等内容。

最后，学生还将学习涉及计算机辅助分析的原理与应用，以及船舶多维度的数值模拟优化等研究方法。

另外，本课程还重视学生在社会实践方面的能力培养，改善学生所形成的就业竞争性优势。

首先，为学生提供实习机会，以便学生从实践中学习船舶结构设计的知识与技能。

其次，鼓励学生参与社会实践活动，积极参与社会服务类的论文、报告等学术活动。

最后，提供船舶结构设计仿真技术，与企业联系及实践培养，为学生的就业预备的知识和技能。

本课程的教学内容广泛，教学方法先进，通过多媒体技术、课堂授课、讨论研讨、实验室练习、实习实践等形式，充分让学生体验到实际工程结构设计过程中的综合性思维与创新能力，提升船舶结构设计的技术能力，为学生获得海洋工程结构设计的专业知识、实践技能以及创新能力打好基础。

上海交通大学的船舶与海洋工程结构设计课程设计旨在教育学生熟悉船舶及海洋工程结构设计理论，培养学生运用相关知识解决实际结构设计问题的能力，以及开展研究工作和学术交流的能力，为国家和社会发展做出贡献。

经过上述介绍，可以看出，上海交通大学的船舶与海洋工程结构设计课程设计凝聚着船舶及海洋工程结构设计理论研究的前沿思想，以实践操作性强、技术特色鲜明的综合教学模式，使学生充分地学习到海洋工程结构设计的理论基础和实践技能，并在实习实践过程中，为社会建设和发展做出重要贡献。

船舶专业课程设计方案船舶专业课程设计方案一、课程名称：船舶设计与制造二、课程概述：本课程旨在培养学生船舶设计与制造方面的专业知识和技能，包括船舶结构设计、船舶系统设计、船舶制造工艺等方面内容。

通过理论教学与实践操作相结合的方式，使学生能够熟练掌握船舶设计与制造的基本原理和方法。

三、教学目标：1.培养学生掌握船舶设计与制造的基本原理和方法；2.培养学生独立进行船舶结构设计和系统设计的能力；3.培养学生掌握船舶制造工艺和质量控制；4.培养学生具备团队合作和解决实际问题的能力。

四、教学内容：1.船舶结构设计：包括船体结构设计、强度计算、疲劳和断裂分析等内容；2.船舶系统设计：包括船舶动力系统设计、电气系统设计、通信系统设计等内容；3.船舶制造工艺：包括船舶结构制造工艺、舾装制造工艺、涂装工艺等内容；4.船舶质量控制：包括船舶质量检测、质量管理体系、船舶质量认证等内容。

五、教学方法：1.理论授课：通过讲授相关理论知识，系统介绍船舶设计与制造的基本原理和方法；2.实践操作：通过实验室实践和实习实训等形式，进行船舶设计与制造技能的实际操作；3.案例分析：通过分析典型案例，培养学生解决实际问题的能力；4.团队合作：通过小组合作项目，培养学生团队合作和协作能力。

六、教学评估方法：1.平时成绩：包括课堂表现、实验报告、作业等；2.实践操作：包括实验室实践成绩、实习实训成绩等；3.项目评估：对团队合作项目进行评估；4.期末考试：综合考察学生对课程全部内容的掌握情况。

七、教学资源：1.教材：主要教材选用船舶设计与制造相关的教材；2.实验室：配备船舶设计与制造的实验设备和软件；3.实习学习基地：提供实习实训的工业基地或船舶制造企业。

八、课程亮点：1.实践操作：通过实验室实践和实习实训等方式，增强学生船舶设计与制造的实际操作能力；2.案例分析：通过分析典型案例，培养学生解决实际问题的能力；3.团队合作：通过小组合作项目，培养学生团队合作和协作能力；4.实习学习基地：提供实习实训的工业基地或船舶制造企业，使学生能够接触到真实的工作环境和实际问题。

《船舶强度与结构设计》
课程设计
班级：
姓名：
学号：
日期：
设计任务
使用CCS 2012年颁布的《国内航行海船建造规范》和《钢质海船入级规范》，对某1200t 简易货船的船体外板与甲板进行设计。

1、主尺度及比值：
水线长
70.02m 垂线间长
67.60m 计算船长L
67.60m
船宽B 11.50m 型深D 4.80m 最大吃水d 3.70m 肋距s 0.60m 舷侧纵桁间距 2.00m 双层底高度 0.80m 方形系数C b 0.75 最大开口宽度b 6.70m 最大开口长度l H 17.00m 每一舱口两端横向甲板条中心线之间的距离l BH 25.10m
5.88 5.0L B =>， 2.40 2.5B
D
=<， 满足规范要求
本船为大开口船，按《海船规范》设计。

本船为单甲板双底结构，中部甲板及船底采用纵骨架式结构，纵骨间距为0.6m 。

货舱区舷侧设顶边舱及底边舱。

首、尾及舷侧采用横骨架式结构，并具有B 级冰区加强。

2、参考文献
（1）CCS 《国内航行海船建造规范》 2012。

（2）CCS 《钢质海船入级规范》 2012。

船体结构尺寸确定。

《船舶强度与结构设计》习题集第一章船体外载荷模块1、空船在重量曲线可用抛物线和矩形之和表示,即把空船重量的一半作为均匀分布,另一半作为二次抛物线分布.如下图所示 .试求证距船中x 处单位长度的重量为:⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=2175.05.02)(l x i w x ω (kN/m)式中W ——空船重量，kN;l ——船长的一半，m.2、某长方形货驳和10m ，均匀装载正浮于静水中。

若认为货驳自身质量沿船长均匀分布，此时在货驳中央加10t 集中装载荷。

试画出其载荷、剪力和弯矩曲线，并求出最大剪力和最大弯矩。

3、长方形浮码头，长20m 、宽５m 、深３m,空载时吃 水１m （淡水）。

当中部８m 范围内承受布载荷时，吃水增加到２m 。

假定船体质量沿船长均匀分布。

试作出该载荷条件下的浮力曲线、载荷曲线、静水剪力和弯矩曲线，并求出最大剪力与最大弯矩值。

4、某箱形船，长100m 、宽18m ,在淡水中正浮时吃水为5m 。

假定船体质量沿船长均匀分布。

将一个150t 的载荷加在船中后50m 处的一点上，试画出其载荷、剪力和弯矩曲线，并计算此时船中的变矩值。

5、水线面形状如下图所示的一直壁式船，静置于L z h y π2cos 2=的余弦波上，试计算波谷在船中时的最大静波浪弯矩。

6、若将题1.3的船静置于波高h=0.5m 的余弦波上，试求最大静波浪弯矩。

第二章总纵强度模块1、某型深3.5m 的横骨架式船舶，第一次近似计算船中剖面要素时，参考轴选在基线上1.5m 处，并得到以下各数值（对半剖面）：（1）使船底板在第二次计算时的折减系数不小于0.5（肋距为500mm ，每四档肋距设一实肋板），该船底板的最小厚度至少应为多少？（2）剖面上甲板宽度为2m ，舱口旁的甲板厚度为5mm ，舷侧板厚度为6mm 。

若该剖面受到1600kN 剪力的作用，求甲板距中心线4m 处和舷侧板在中和轴处的剪应力。

《船舶结构设计2》课程设计任务书船舶结构规范设计一、设计目的及意义本课程设计是船舶与海洋工程专业教学中综合性和实践性较强的教学环节，通过本课程设计，使学生了解工程设计的基本内容，同时对船舶规范设计方法及过程有一个清晰的认识，培养和训练学生耐心细致的工作作风，为学生毕业后从事船舶结构设计打下良好的基础。

二、设计原始资料本课程设计共提供三艘船舶的原始资料，各组同学可根据教师要求选择其一作为设计对象。

三艘船舶全部为全焊接钢质船舶，主航行于沿海航区，航速15节。

1．900TEU集装箱船(1)主尺度及主要系数L139.1 mOAL129 mPPB22.6 mD11.8 mC0.6385bC0.6524PC0.9785MC0.8413w（2）肋距-5#-—14# 600mm15#—164# 700mm165#—198# 600mm（3）总布置图及型线图（4）静水弯矩及翘曲应力船舶中部某剖面静水弯矩：M=102560 kNms船舶中部某剖面上最大翘曲应力 =22.5aMP2．5500 DWT油船(1)主尺度及主要系数L100.11 mOAL94 mPPB18 mD9.6 mC0.803bC0.806PC0.995M（2）肋距-5#-—11# 600mm12#—128# 700mm129#—144# 600mm（3）总布置图及型线图（4）静水弯矩船舶中部某剖面静水弯矩：M=67412 kNms3．4350 DWT油船(1)主尺度及主要系数L99.953 mOAL96 mPPB16 mD7.35 mC0.838bC0.841PC0.996M（2）肋距-5#-—10# 600mm11#—127# 700mm128#—145# 600mm（3）总布置图及型线图（4）静水弯矩船舶中部某剖面静水弯矩：M=57178 kNms三、设计内容在调研的基础上，根据设计任务书的具体要求，完成×××船结构规范设计工作：（1）确定结构设计原则；（2）×××船中部（货舱区域）结构规范设计：根据《钢质海船入级与建造规范》（2001版）对船中部（货舱区域）主要结构进行具体结构设计；（3）强度校核：根据规范设计的结构尺寸进行总纵强度校核；（4）绘制中横剖面图：根据校核合格后的尺寸用A3图纸绘制中横剖面图（包括强肋位和普通肋位）；（5）绘制基本结构图（局部）：根据校核合格后的尺寸绘制基本结构图（局部）；（6）整理完成结构规范计算书。