2021年湖北自考船體強度與結(jié)構(gòu)設計課程考試大綱

第一部分 課程性質(zhì)與目標
一、課程性質(zhì)與特點

本課程由船體強度與結(jié)構(gòu)設計兩部分組成，是高等教育自學考試船舶與海洋工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課。

二、課程目標與基本要求
課程目標：
通過該課程的學習，掌握船體強度與結(jié)構(gòu)設計的基本理論和實用計算方法，能進行船體總縱強度的校核和型材剖面要素的計算；熟悉船體結(jié)構(gòu)規(guī)范設計的基本方法；了解船體局部強度、舯剖面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計和有限元法的基本概念。
課程基本要求：
1．掌握船體強度與結(jié)構(gòu)設計的基本概念。
2．掌握船體梁外力計算（包括重力、浮力、載荷、剪力和彎矩計算）的基本方法。
3．掌握船體總縱強度計算（包括總縱彎曲應力和極限彎矩計算）的基本原理和方法。
4．熟悉船體結(jié)構(gòu)局部強度的基本概念以及建立計算模型和構(gòu)件幾何尺寸簡化的基本原則。
5．掌握型材的強度要求、剖面要素計算的基本方法和剖面優(yōu)化設計的基本概念。
6．熟悉船體結(jié)構(gòu)規(guī)范法設計的基本步驟、建造規(guī)范的選用和結(jié)構(gòu)布置的一般原則，船體構(gòu)件的材料級別和鋼級，規(guī)范對船體縱向強度的要求，外板和甲板板以及船體骨架設計的基本方法。
7．了解船體舯剖面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的基本任務和方法。
8．了解有限元法的基本概念。
三、與本專業(yè)其他課程的關(guān)系
本課程是船舶與海洋工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課，該課程應在修完本學科的基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課后進行學習。
先修課程：高等數(shù)學，材料力學，船舶原理，船舶結(jié)構(gòu)力學
后續(xù)課程：船舶設計原理，畢業(yè)論文或畢業(yè)設計

第二部分 考核內(nèi)容與考核目標
緒  論
一、學習目的與要求
緒論是本課程的綜述。通過對緒論的學習，掌握船體結(jié)構(gòu)安全性和船體強度的基本概念，作用在船體結(jié)構(gòu)上載荷的分類，船體強度計算與結(jié)構(gòu)設計的基本任務和方法以及評價結(jié)構(gòu)設計的質(zhì)量指標。
二、考核知識點與考核目標
（一）船體結(jié)構(gòu)安全性和船體強度的基本概念（重點）
識記：船體結(jié)構(gòu)的安全性，船體總強度和局部強度的概念。
理解：船體總縱強度的概念。
（二）作用在船體結(jié)構(gòu)上的載荷（次重點）
識記：載荷的分類：總體性載荷、局部性載荷，不變載荷、靜變載荷、動變載荷、沖擊載荷的概念和示例。
理解：載荷分類的作用
（三）船體強度計算與結(jié)構(gòu)設計的基本任務和方法（重點）
識記：船體強度計算的基本任務，船體結(jié)構(gòu)設計的基本任務，許用應力法，概率法。
理解：船體總縱強度計算的傳統(tǒng)方法。
（四）評價結(jié)構(gòu)設計的質(zhì)量指標（次重點）
識記：安全性、營運適合性、船舶的整體配合性、耐久性、工藝性、經(jīng)濟性的概念。
理解：安全性和經(jīng)濟性之間的矛盾，民用船舶結(jié)構(gòu)設計的目標。
第1章 船體外載荷
一、學習目的與要求
計算作用在船體梁上的外載荷，是進行船體總縱強度校核的基礎(chǔ)。通過對本章的學習，掌握引起船體梁總縱彎曲的外力計算包括重力曲線、浮力曲線、載荷曲線、剪力曲線和彎矩曲線計算的基本方法。
二、考核知識點與考核目標
（一）船體梁受力與變形特征（重點）
識記：船體梁，總縱彎曲，引起船體梁總縱彎曲的主要外力，載荷、剪力、彎矩的基本公式和計算步驟，計算狀態(tài)的選取。
理解：引起船體梁總縱彎曲的載荷、剪力和彎矩產(chǎn)生的原因
應用：船舶平衡狀態(tài)下的受力分析。
（二）重力曲線（重點）
識記：重力重心資料，重力的分類，重力曲線，繪制重力曲線的方法，階梯形重力曲線，局部性重力分布，總體性重力分布。
理解：靜力等效原則的內(nèi)涵
應用：利用靜力等效原則對局部性重量進行分布計算。
（三）靜水浮力曲線（重點）
識記：浮力曲線的概念，求浮力曲線的方法，靜水平衡計算及其精度控制，理論站距內(nèi)的浮力和階梯形浮力曲線。
理解：靜水平衡計算的逐步近似法。
應用：已知邦金曲線和船舶首尾吃水作階梯形浮力曲線。
（四）載荷曲線、靜水剪力及彎矩曲線（重點）
識記：載荷曲線的概念，求載荷曲線的方法，載荷曲線的性質(zhì)；靜水剪力曲線和靜水彎矩曲線的概念、計算方法、特點及端點不封閉的修正方法。
理解：載荷曲線的性質(zhì)和特點
應用：計算方型船的載荷曲線，靜水剪力曲線和靜水彎矩曲線
（五） 靜波浪附加剪力和彎矩的計算（重點）
識記：靜波浪附加剪力和靜波浪彎矩產(chǎn)生的原因，波浪要素及坦谷波的特點，計算狀態(tài)，傳統(tǒng)的標準計算方法，船舶由靜水進入波浪浮態(tài)發(fā)生的變化，靜波浪附加剪力和靜波浪附加彎矩的計算公式，波浪浮力修正的概念。
理解：船舶靜置在波浪上的浮態(tài)。
應用：計算方型船在余弦波作用下的靜波浪剪力和彎矩。
（六） 總縱彎矩的計算（重點）
識記：總縱彎矩的計算方法，計算彎矩及計算彎矩曲線獲得的方法。
理解：計算彎矩。
應用：已知中拱或中垂狀態(tài)的彎矩曲線繪制計算彎矩曲線。
第2章 船體總縱強度
一、學習目的與要求
已知總縱彎矩，應用梁的彎曲理論可計算船體總縱彎曲應力。通過對本章的學習，掌握船體總縱彎曲應力的第一次近似計算、船體構(gòu)件穩(wěn)定性檢驗和總縱彎曲應力的第二次乃至更高次計算的方法以及船體極限彎矩的計算方法；熟悉船體構(gòu)件的多重作用以及按合成應力校核總縱強度的概念；熟悉許用應力法。
二、考核知識點與考核目標
（一） 船體總縱彎曲應力的第一次近似計算（重點）
識記：梁的彎曲理論，船體剖面慣性矩和剖面模數(shù)，總縱彎曲應力的計算公式，計算剖面，縱向強力構(gòu)件，強力甲板，船體梁計算剖面簡圖，船體剖面要素的計算，最小剖面模數(shù)，船體總縱彎曲應力的第一次近似計算。
理解：船體剖面要素及總縱彎曲應力第一次近似計算的步驟、表格和計算公式。
應用：利用表格法進行簡單方形船的剖面要素及總縱彎曲應力的第一次近似計算。
（二） 船體構(gòu)件的穩(wěn)定性檢驗和總縱彎曲應力的第二次近似計算（重點）
識記：船體構(gòu)件的工作特性，按簡單梁理論計算總縱彎曲應力的有效性，船體構(gòu)件的穩(wěn)定性檢驗，船體板折減系數(shù)的概念及計算，剛性構(gòu)件和柔性構(gòu)件的概念，總縱彎曲應力的第二次及更高次近似計算。
理解：剖面折減的意義和作用。
應用：已知失穩(wěn)構(gòu)件的折減系數(shù)，應用表格法計算修正后的船體剖面要素及總縱彎曲應力。
（三） 船體構(gòu)件的多重作用及按合成應力校核總縱強度（次重點）
識記：船體構(gòu)件的多重作用的概念，縱向強力構(gòu)件的分類。
理解：合成應力法的合理性及存在的問題。
應用：船體構(gòu)件中的應力合成。
（四） 許用應力（重點）
識記：許用應力和安全系數(shù)的概念，許用應力標準的制定。外力、內(nèi)力的計算方法和許用應力的一致性的概念。
理解：許用應力法的優(yōu)點和缺點。
應用：如何根據(jù)具體情況選擇許用應力標準。
（五） 船體極限彎矩的計算（次重點）
識記：船體極限彎矩的定義，計算極限彎矩的意義，強度儲備系數(shù)。
理解：極限狀態(tài)時的剖面折減。
應用：極限彎矩的計算。

第3章 船體結(jié)構(gòu)局部強度
一、學習目的與要求
本章研究船體局部結(jié)構(gòu)受到局部載荷時的強度問題，通過對本章的學習，了解船體結(jié)構(gòu)局部強度的基本概念以及建立計算模型和構(gòu)件幾何尺寸簡化的基本原則。
二、考核知識點與考核目標
（一）計算模型（重點）
識記：結(jié)構(gòu)的力學模型或計算模型的概念，建立結(jié)構(gòu)計算模型的原則，影響計算模型的主要因素，構(gòu)件幾何尺寸的簡化的基本原則；模型化的關(guān)鍵；載荷模型化。
理解：載荷模型化應考慮的問題。
（二） 船體骨架的帶板（次重點）
識記：帶板的概念，穩(wěn)定性帶板寬度，彎曲帶板寬度
理解：中國船級社《海船規(guī)范》及《內(nèi)河鋼船建造規(guī)范》對帶板寬度取法的規(guī)定。
應用：能根據(jù)具體結(jié)構(gòu)模型確定帶板的寬度。
（三）板架計算（不作考試要求）
第4章 船體縱向扭轉(zhuǎn)強度（一般，了解）
一、學習目的與要求
本章是針對長大艙口船舶扭轉(zhuǎn)強度的專題，通過對本章的學習，對長大艙口船舶的強度計算特點，扭轉(zhuǎn)外力，扭轉(zhuǎn)內(nèi)力的計算有所了解。
二、考核知識點與考核目標（閱讀，不作考試要求）
第5章 型材剖面設計
一、學習目的與要求
本章重點介紹構(gòu)成船體骨架系統(tǒng)的型材剖面設計的基本概念與計算方法，通過對本章的學習，掌握衡量型材剖面材料分布合理程度的指標，型材剖面的強度要求及剖面要素的計算方法，型材穩(wěn)定性和型材剖面優(yōu)化設計的基本概念。
二、考核知識點與考核目標
（一）型材剖面的利用系數(shù)和比面積（重點）
識記：型材剖面的利用系數(shù)、比面積的定義。
理解：型材剖面的利用系數(shù)、比面積的意義。
應用：型材剖面的利用系數(shù)、比面積計算。
（二）型材的強度要求及剖面要素計算（重點）
識記：強度要求，型材剖面模數(shù)與慣性矩的計算，腹板的相當面積，梁材抗彎強度與抗剪強度間的關(guān)系。
理解：面板、腹板和帶板尺度對剖面要素的影響程度。
應用：應用公式法或列表法計算型材剖面要素。
（三） 型材的穩(wěn)定性（次重點）