2021年湖北自考船體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程考試大綱

第一部分 課程性質(zhì)與目標(biāo)
一、課程性質(zhì)與特點(diǎn)

本課程由船體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩部分組成，是高等教育自學(xué)考試船舶與海洋工程專業(yè)的一門(mén)重要專業(yè)課。

二、課程目標(biāo)與基本要求
課程目標(biāo)：
通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，掌握船體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本理論和實(shí)用計(jì)算方法，能進(jìn)行船體總縱強(qiáng)度的校核和型材剖面要素的計(jì)算；熟悉船體結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計(jì)的基本方法；了解船體局部強(qiáng)度、舯剖面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和有限元法的基本概念。
課程基本要求：
1．掌握船體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本概念。
2．掌握船體梁外力計(jì)算（包括重力、浮力、載荷、剪力和彎矩計(jì)算）的基本方法。
3．掌握船體總縱強(qiáng)度計(jì)算（包括總縱彎曲應(yīng)力和極限彎矩計(jì)算）的基本原理和方法。
4．熟悉船體結(jié)構(gòu)局部強(qiáng)度的基本概念以及建立計(jì)算模型和構(gòu)件幾何尺寸簡(jiǎn)化的基本原則。
5．掌握型材的強(qiáng)度要求、剖面要素計(jì)算的基本方法和剖面優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念。
6．熟悉船體結(jié)構(gòu)規(guī)范法設(shè)計(jì)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(jí)別和鋼級(jí)，規(guī)范對(duì)船體縱向強(qiáng)度的要求，外板和甲板板以及船體骨架設(shè)計(jì)的基本方法。
7．了解船體舯剖面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本任務(wù)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(mén)重要專業(yè)課，該課程應(yīng)在修完本學(xué)科的基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課后進(jìn)行學(xué)習(xí)。
先修課程：高等數(shù)學(xué)，材料力學(xué)，船舶原理，船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)
后續(xù)課程：船舶設(shè)計(jì)原理，畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計(jì)

第二部分 考核內(nèi)容與考核目標(biāo)
緒  論
一、學(xué)習(xí)目的與要求
緒論是本課程的綜述。通過(guò)對(duì)緒論的學(xué)習(xí)，掌握船體結(jié)構(gòu)安全性和船體強(qiáng)度的基本概念，作用在船體結(jié)構(gòu)上載荷的分類，船體強(qiáng)度計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)和方法以及評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量指標(biāo)。
二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)
（一）船體結(jié)構(gòu)安全性和船體強(qiáng)度的基本概念（重點(diǎn)）
識(shí)記：船體結(jié)構(gòu)的安全性，船體總強(qiáng)度和局部強(qiáng)度的概念。
理解：船體總縱強(qiáng)度的概念。
（二）作用在船體結(jié)構(gòu)上的載荷（次重點(diǎn)）
識(shí)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(dòng)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(qiáng)度計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)和方法（重點(diǎn)）
識(shí)記：船體強(qiáng)度計(jì)算的基本任務(wù)，船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)，許用應(yīng)力法，概率法。
理解：船體總縱強(qiáng)度計(jì)算的傳統(tǒng)方法。
（四）評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量指標(biāo)（次重點(diǎn)）
識(shí)記：安全性、營(yíng)運(yùn)適合性、船舶的整體配合性、耐久性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性的概念。
理解：安全性和經(jīng)濟(jì)性之間的矛盾，民用船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。
第1章 船體外載荷
一、學(xué)習(xí)目的與要求
計(jì)算作用在船體梁上的外載荷，是進(jìn)行船體總縱強(qiáng)度校核的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)，掌握引起船體梁總縱彎曲的外力計(jì)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(jì)算的基本方法。
二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)
（一）船體梁受力與變形特征（重點(diǎn)）
識(shí)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(jì)算步驟，計(jì)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(yīng)用：船舶平衡狀態(tài)下的受力分析。
（二）重力曲線（重點(diǎn)）
識(shí)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(yīng)用：利用靜力等效原則對(duì)局部性重量進(jìn)行分布計(jì)算。
（三）靜水浮力曲線（重點(diǎn)）
識(shí)記：浮力曲線的概念，求浮力曲線的方法，靜水平衡計(jì)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(jì)算的逐步近似法。
應(yīng)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(diǎn)）
識(shí)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(jì)算方法、特點(diǎn)及端點(diǎn)不封閉的修正方法。
理解：載荷曲線的性質(zhì)和特點(diǎn)
應(yīng)用：計(jì)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(jì)算（重點(diǎn)）
識(shí)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(diǎn)，計(jì)算狀態(tài)，傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法，船舶由靜水進(jìn)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(jì)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(yīng)用：計(jì)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(jì)算（重點(diǎn)）
識(shí)記：總縱彎矩的計(jì)算方法，計(jì)算彎矩及計(jì)算彎矩曲線獲得的方法。
理解：計(jì)算彎矩。
應(yīng)用：已知中拱或中垂?fàn)顟B(tài)的彎矩曲線繪制計(jì)算彎矩曲線。
第2章 船體總縱強(qiáng)度
一、學(xué)習(xí)目的與要求
已知總縱彎矩，應(yīng)用梁的彎曲理論可計(jì)算船體總縱彎曲應(yīng)力。通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)，掌握船體總縱彎曲應(yīng)力的第一次近似計(jì)算、船體構(gòu)件穩(wěn)定性檢驗(yàn)和總縱彎曲應(yīng)力的第二次乃至更高次計(jì)算的方法以及船體極限彎矩的計(jì)算方法；熟悉船體構(gòu)件的多重作用以及按合成應(yīng)力校核總縱強(qiáng)度的概念；熟悉許用應(yīng)力法。
二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)
（一） 船體總縱彎曲應(yīng)力的第一次近似計(jì)算（重點(diǎn)）
識(shí)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(yīng)力的計(jì)算公式，計(jì)算剖面，縱向強(qiáng)力構(gòu)件，強(qiáng)力甲板，船體梁計(jì)算剖面簡(jiǎn)圖，船體剖面要素的計(jì)算，最小剖面模數(shù)，船體總縱彎曲應(yīng)力的第一次近似計(jì)算。
理解：船體剖面要素及總縱彎曲應(yīng)力第一次近似計(jì)算的步驟、表格和計(jì)算公式。
應(yīng)用：利用表格法進(jìn)行簡(jiǎn)單方形船的剖面要素及總縱彎曲應(yīng)力的第一次近似計(jì)算。
（二） 船體構(gòu)件的穩(wěn)定性檢驗(yàn)和總縱彎曲應(yīng)力的第二次近似計(jì)算（重點(diǎn)）
識(shí)記：船體構(gòu)件的工作特性，按簡(jiǎn)單梁理論計(jì)算總縱彎曲應(yīng)力的有效性，船體構(gòu)件的穩(wěn)定性檢驗(yàn)，船體板折減系數(shù)的概念及計(jì)算，剛性構(gòu)件和柔性構(gòu)件的概念，總縱彎曲應(yīng)力的第二次及更高次近似計(jì)算。
理解：剖面折減的意義和作用。
應(yīng)用：已知失穩(wěn)構(gòu)件的折減系數(shù)，應(yīng)用表格法計(jì)算修正后的船體剖面要素及總縱彎曲應(yīng)力。
（三） 船體構(gòu)件的多重作用及按合成應(yīng)力校核總縱強(qiáng)度（次重點(diǎn)）
識(shí)記：船體構(gòu)件的多重作用的概念，縱向強(qiáng)力構(gòu)件的分類。
理解：合成應(yīng)力法的合理性及存在的問(wèn)題。
應(yīng)用：船體構(gòu)件中的應(yīng)力合成。
（四） 許用應(yīng)力（重點(diǎn)）
識(shí)記：許用應(yīng)力和安全系數(shù)的概念，許用應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)的制定。外力、內(nèi)力的計(jì)算方法和許用應(yīng)力的一致性的概念。
理解：許用應(yīng)力法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
應(yīng)用：如何根據(jù)具體情況選擇許用應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)。
（五） 船體極限彎矩的計(jì)算（次重點(diǎn)）
識(shí)記：船體極限彎矩的定義，計(jì)算極限彎矩的意義，強(qiáng)度儲(chǔ)備系數(shù)。
理解：極限狀態(tài)時(shí)的剖面折減。
應(yīng)用：極限彎矩的計(jì)算。

第3章 船體結(jié)構(gòu)局部強(qiáng)度
一、學(xué)習(xí)目的與要求
本章研究船體局部結(jié)構(gòu)受到局部載荷時(shí)的強(qiáng)度問(wèn)題，通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)，了解船體結(jié)構(gòu)局部強(qiáng)度的基本概念以及建立計(jì)算模型和構(gòu)件幾何尺寸簡(jiǎn)化的基本原則。
二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)
（一）計(jì)算模型（重點(diǎn)）
識(shí)記：結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型或計(jì)算模型的概念，建立結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的原則，影響計(jì)算模型的主要因素，構(gòu)件幾何尺寸的簡(jiǎn)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(yīng)考慮的問(wèn)題。
（二） 船體骨架的帶板（次重點(diǎn)）
識(shí)記：帶板的概念，穩(wěn)定性帶板寬度，彎曲帶板寬度
理解：中國(guó)船級(jí)社《海船規(guī)范》及《內(nèi)河鋼船建造規(guī)范》對(duì)帶板寬度取法的規(guī)定。
應(yīng)用：能根據(jù)具體結(jié)構(gòu)模型確定帶板的寬度。
（三）板架計(jì)算（不作考試要求）
第4章 船體縱向扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度（一般，了解）
一、學(xué)習(xí)目的與要求
本章是針對(duì)長(zhǎng)大艙口船舶扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的專題，通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)，對(duì)長(zhǎng)大艙口船舶的強(qiáng)度計(jì)算特點(diǎn)，扭轉(zhuǎn)外力，扭轉(zhuǎn)內(nèi)力的計(jì)算有所了解。
二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)（閱讀，不作考試要求）
第5章 型材剖面設(shè)計(jì)
一、學(xué)習(xí)目的與要求
本章重點(diǎn)介紹構(gòu)成船體骨架系統(tǒng)的型材剖面設(shè)計(jì)的基本概念與計(jì)算方法，通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)，掌握衡量型材剖面材料分布合理程度的指標(biāo)，型材剖面的強(qiáng)度要求及剖面要素的計(jì)算方法，型材穩(wěn)定性和型材剖面優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念。
二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)
（一）型材剖面的利用系數(shù)和比面積（重點(diǎn)）
識(shí)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(yīng)用：型材剖面的利用系數(shù)、比面積計(jì)算。
（二）型材的強(qiáng)度要求及剖面要素計(jì)算（重點(diǎn)）
識(shí)記：強(qiáng)度要求，型材剖面模數(shù)與慣性矩的計(jì)算，腹板的相當(dāng)面積，梁材抗彎強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度間的關(guān)系。
理解：面板、腹板和帶板尺度對(duì)剖面要素的影響程度。
應(yīng)用：應(yīng)用公式法或列表法計(jì)算型材剖面要素。
（三） 型材的穩(wěn)定性（次重點(diǎn)）