2016年考试内容范围说明
考试科目代码：801 考试科目名称: 船舶力学（含流体力学、船舶结构力学）
考查要点：
流体力学部分：
基本概念
掌握流体力学中的基本概念、船行波、摩擦阻力、形状阻力等基本概念
流体静力学
能用静止对物体作用力公式确定静止流体对平板、柱型体等物体作用力
流体运动学
积分形式和微分形式的连续方程及其应用；
流体微团的运动形式；
有旋运动的一般性质；
有旋运动和无旋运动；
速度势和流函数
流体动力学基本定理及其应用
欧拉运动微分方程及其物理含义；
伯努利积分方程及其应用；
动量方程和动量矩方程及其在定常流动中物体受力的应用；
旋涡运动的Kelvinv定理、拉格朗日定理和亥姆霍兹定理；
势流理论
势流问题基本方程和边界条件；
均匀流动、源汇、偶极、点涡及其简单组合构成流动的速度势、流函数和复势；
流体中物体受力求解过程基本思路；
有环量流动和无环量流动的圆柱体表面压力分布、速度分布和受力；
附加质量，能求解单位长度圆柱体在流体中做非定常运动的附加质量和物体运动方程；水波理论
水波问题的基本方程和定解条件；
熟练掌握线性自由表面边界条件，有限和无限水深的色散关系；
平面行进波的基本概念，波速、波长和周期的关系，质点运动速度和轨迹，压力分布；船行波的基本概念，波能的转移
七、粘性流体动力学
1.Navier—Stokes方程及物理含义；
2.能用Navier—Stokes方程确定平行平板间定常层流流动的速度分布；
3.圆管中定常层流流动速度分布、阻力系数及与压力降的关系；
4.湍流及其运动特征；
5.雷诺湍流方程物理含义、Prandtl 混合长度理论基本思想；
八、相似理论
1.相似准则的数学表示式、物理含义及其应用；
2.能用因次分析法将有量纲量和方程转化为无量纲形式
3.利用相似理论进行简单的应用计算。
九、边界层理论
1.排挤厚度、动量损失厚度定义及物理含义；
2.边界层动量积分方程及其应用；
3.边界层分离、边界层控制；
4. 考察学生综合运用边界层理论、动量积分方程、连续方程等知识求解问题的能力。
船舶结构力学部分：
一、单跨梁弯曲理论
1．梁弯曲微分方程、边界条件及初参数解法；
2．弯曲要素表法、叠加原理；
3．梁复杂弯曲微分方程和解法。
二、力法
力法的基本原理；
弹性支座、弹性固定端和固定系数的实际概念，结构的简化；
3．用力法求解弹性支座和刚性支座上连续梁、刚架以及板架的方法。
三、位移法
1．位移法的基本原理；
2．用位移法求解连续梁、刚架以及板架的方法。
海底管道计算问题（主要掌握计算模型的确定和解法）。
四能量法
1．有关基本概念
1）应变能和余能的概念；2）拉压杆、梁弯曲、剪切、扭转、弹性支座和弹性固定端的应变能计算；3）虚功原理的概念。
2．虚位移原理和应用
1）总位能驻值原理；2）应变能原理；3）单位位移法；4）李兹法和伽僚金金法。
3．虚力移原理和应用
1）余位能驻值原理；2）应力能原理；3）最小功原理。
五、矩形板的弯曲
1．矩形板的筒形弯曲；
2．矩形刚性板的一般弯曲；
3．矩形刚性板弯曲的能量法。
六、圆筒形薄壳的弯曲
要求掌握圆筒形薄壳基本方程，圆筒形薄壳无矩理论，圆筒形薄壳有矩理论的基本概念；
七、结构稳定性
1．单跨杆的稳定性；
2．杆系结构（板架）的稳定性；
3．矩形板的稳定性；
八、结构有限元分析基础
1．有限元基本概念；
2．杆件结构的有限元法；
3．弹性力学问题有限元法的一般原理和基本格式；
4．平面应力问题有限元法。
考试总分：150分，其中流体力学和船舶结构力学各75分
考试时间：3小时考试方式：笔试
流体力学考试题型：概念题（填空、选择或判断题等）20分；
计算题55 分；
船舶结构力学考试题型：概念题（填空、选择或判断题等）15分；计算题60 分；
船舶结构力学习题集 第一章绪论 1. 什么叫做船体总纵弯曲？船体的总纵强度与局部强度有什么区别与联系？ 2. 船体结构中有哪些受压构件？为什么说船在总弯曲时船体受压的构件（主要是中垂状态时的上层甲板）因受压过度而丧失稳定性后，会大大减低船体抵抗总弯曲的能力？ 3. 船舶在航行时为什么会发生扭转现象？船体结构中还有哪些构件在受载后会发生扭 转？ 4. 应力集中是由什么因素引起的？船体结构中哪些部位会发生应力集中？应力集中可能 导致什么后果？ 5. 何谓骨架的带板？带板的宽度（或面积）与什么因素有关，如何确定？试分析带板宽度对骨架断面几何要素的影响。 第二章单跨梁的弯曲理论 1. 梁弯曲微分方程式是根据什么基本假定导出的，有什么物理意义，适用范围怎样？ 2. 单跨梁初参数法中的四个参数指什么参数？它们与坐标系统的选择有没有关系？ 3. 为什么当单跨梁两端为自由支持与单跨梁两端为弹性支座支持时，在同样外荷重作用下两梁断面的弯矩和剪力都相等；而当梁两端是刚性固定与梁两端为弹性固定时，在同样外荷重作用下两梁断面的弯矩和剪力都不同？ 4. 梁的边界条件与梁本身的计算长度、剖面几何要素、跨间荷重有没有关系？为什么？ 5. 梁复杂弯曲时的边界条件与梁横弯曲时的边界条件有何不同？它反映了什么问题？ 6. 梁的弹性支座与弹性固定端各有什么特点？它们与梁本身所受的外荷重（包括大小、方 向及分布范围）有没有关系？ 7. 为什么梁在横弯曲时，横荷重引起的弯曲要素可以用叠加法求出，而梁在复杂弯曲时，横荷重与轴向力的影响不可分开考虑？ 第四章力法 1. 什么叫力法？如何建立力法方程式？ 2. 什么是力法的基本结构和基本未知量？基本结构与原结构有什么异同？力法正则方程 式的物理意义是什么？ 3. 用力法计算某些支座有限定位移的连续梁或平面刚架时应注意什么问题？ 4. 刚架与板架的受力特征和变形特征有何区别？ 5. 仅有肋骨组成的横骨架式船侧板架，为提高其强度，加设一根船侧纵桁。试从板架两向梁之间的相互关系分析，是否恰当？ 6. 如果一根交叉构件板架中有一根主向梁的尺寸或固定情况与其余的不相同，应如何计算？此时交叉构件将是怎样的弹性基础梁？ 第五章位移法 1. 试举例说明位移法的基本原理。 2. 位移法的基本结构是什么样的结构？ 3. 何谓“结构的动不定次数”？如何决定位移法中的基本未知数？ 4. 根据位移法的基本原理，试举例写出节点有集中力或集中弯矩的平衡方程式，列出弹性支座处或开口端为弹性固定端处的节点力平衡方程式。 5. 与力法相比，位移法有何优点与缺点？ 6. 在位移法计算中，刚架或连续梁的开口端是否一定要刚性固定住？如果不需要，试导出相应的由转角引起的杆端弯矩的关系式。 第六章能量法 1. 一梁上同时受到两个集中力时，应变能可否分别计算每一力作用时的应变能再相加，为
2012/2013年度船舶结构力学考试名词解释汇总（1）力学模型：根据结构的受力特征、支承特征、计算要求等来简化实际结构而简化的模型。 （2）带板（骨架的“附连翼板”）：船体中的骨架在受力后变形时和它相连的一部分始终与骨架一起作用，与骨架相连的那部分板即带板。 （3）板上载重分为两类：①面外载荷②面内载荷。 （4）杆件：船体中的骨架（横梁、肋骨、纵骨、纵桁等）大多数是细长的型钢或组合型材，这种骨架简化的力学模型称之为杆件。（5）杆系：相互连接的骨架系统。 （6）连续梁：在上甲板的骨架中，纵骨的尺寸最小，它穿过强横梁并通过横舱壁在纵向保持连续。在计算纵骨时认为强横梁有足够的刚性支持纵骨，从而可作为纵骨的刚性支座。纵骨在横舱壁外侧作为刚性固定端，这样得到的力学模型，即连续梁。 （7）板架（交叉梁系）：在上甲板（或下甲板）的骨架中，甲板纵桁与舱口端横梁尺寸最大，在计算时常可略去其他骨架对它们的影响，于是在研究甲板纵桁与舱口端横梁时就得到了一个井字形的平面杆系。此种杆系因外载荷垂直于杆系平面而发生弯曲，称为“交叉梁系”或“板架”。 （8）刚架：由于在船体横剖面内，横梁、肋骨及船底肋板共同组成一个平面杆系。因此常把它们一起考虑作为船体横向强度的研究对象。这种杆系中各杆的联接点是刚性的，并受到作用于杆系平面内的
载荷作用，故称为“刚架”。 （9）连续梁、刚架和板架就是船体结构中三种典型的杆系。 （10）初参数的物理意义：梁的挠曲线取决于梁端的四个初始弯曲要素v0、θ 、M0及N0（简称“初参数”）。v0、θ0、M0、N0分别代表了 梁左端（x=0）处的挠度、转角、弯矩、剪力。 （11）初参数法的符号法则： ①挠度v：向下为正； ②转角θ：顺时针为正； ③弯矩M：左端面逆时针右端面顺时针为正（使梁中上拱为正）； ④剪力N：左端面向下右端面向上为正（使梁发生逆时针旋转为正）。（12）挠曲线方程的边界补充条件： ①自由支持端（支端）：v=0，v，，=0； ②刚性固定端：v=0，v，=0； ③弹性支座：左端面v=-AEIv，，，，v，，=0；右端面：v=AEIv，，，，v，，=0； ④弹性固定端：左端面v，=αEIv，，，v=0；右端面：v，=-αEIv，，，v=0。（13）力法的概念：计算时是以“力”为未知数，根据变形连续条件建立方程式，最后解出“力”来，所以叫做“力法”。 （14）力法的基本结构：静定结构。（若结构中未知约束力的个数小于或等于独立平衡方程的个数，应用静力平衡方程即可确定全部未知约束力的问题叫静定问题，反之则为静不定。） （15）力法的求解范围：适用于一切静不定结构，但实际上大都用于求解连续梁（刚性支座上的连续梁和弹性支座上的连续梁），简单刚
习题5 5.1 已知2,2,2,x y z v y z v z x v x y =+=+=+求： (1)涡量及涡线方程；（2）在z=0平面的面积dS=0.0001上的涡通量。 解：（1） ()()()(21)(21)(21)y y x x z z i j k y z z x x y i j k i j k ??????Ω=-+-+-??????=-+-+-=++νννννν 所以 流线方程为 y=x+c1,z=y+c2 (2) 2J 2*0.5*0.00010.0001/wnds m s ===? 5.4设在（1，0）点上有0Γ=Γ的旋涡，在（-1，0）点上有0Γ=-Γ的旋涡，求下列路线的速度环流。 2222(1)4;(2)(1)1;(3)2,20.5,0.5x y x y x y x y +=-+==±=±=±=±的方框。 （4）的方框。 解：（1）由斯托克斯定理可知：因为涡通量为0，所以c 20s vdl wnds ==??? （4）由斯托克斯定理可知：因为涡通量为0，所以c 0vdl - =?? 5.6如题图5.6所示，初始在（0，1）、（-1，0）、（0，1）和（0，-1）四点上有环量Γ等于常值的点涡，求其运动轨迹。 解：取其中一点（-1，0）作为研究对象。 42222cos 45cos 4534CA BA BA A CA BA BA v v v v v v v τππ π τπ ====++=
由于四个涡相对位置将不会改变，转动角速度为： 3434v w ar v wt t τπτ π= === 用极坐标表示为r=1, 34t τθπ = 同理，其他点的轨迹与之相同。 5.10如题图5.10所示有一形涡，强度为，两平行线段延伸至无穷远，求x 轴上各点的诱导速度。 解：令（0，a ）点为A 点，（0.-a ）为B 点 在OA 段与OB 段 1222222212(cos90) 4(cos 0) 42()() 2x v x a x v xa a x v v v x a x xa τπτπτ π= ++=++∴=+=++ 习题六 6.1平面不可压缩流动的速度场为 （1）,;x y v y v x ==- (2) ,;x y v x y v x y =-=+ (3) 2 2 ,2;x y v x y v xy y =-=-- 判断以上流场是否满足速度势和流函数存在条件，进而求出。 解： V 0 (v ) v y x x y φ???=?-?=??存在 存在
船舶结构力学课后题答案上海交大版 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
s目录 第1章绪论 (2) 第2章单跨梁的弯曲理论 (2) 第３章杆件的扭转理论 (15) 第４章力法 (17) 第5章位移法 (28) 第6章能量法 (41) 第7章矩阵法 (56) 第9章矩形板的弯曲理论 (69) 第10章杆和板的稳定性 (75)
第1章 绪 论 １．１ 题 １）承受总纵弯曲构件： 连续上甲板，船底板，甲板及船底纵骨，连续纵桁，龙骨 等远离中和轴的纵向连续构件（舷侧列板等） ２）承受横弯曲构件：甲板强横梁，船底肋板，肋骨 ３）承受局部弯曲构件：甲板板，平台甲板，船底板，纵骨等 ４）承受局部弯曲和总纵弯曲构件：甲板，船底板，纵骨，递 纵桁，龙骨等 １．２ 题 甲板板：纵横力（总纵弯曲应力沿纵向，横向货物或上浪水压 力，横向作用） 舷侧外板：横向水压力等骨架限制力沿中面 内底板：主要承受横向力货物重量，骨架限制力沿中面为纵向 力 舱壁板：主要为横向力如水，货压力也有中面力 第2章 单跨梁的弯曲理论 ２.1题 设坐标原点在左跨时与在跨中时的挠曲线分别为v(x)与v(1x ) １）图 2.1 3 3 3 23 034 2 4 3()()()424()26666l l l l l l p x p x p x M x N x v x EI EI EI EI EI ---=++ ++
原点在跨中：3 23 0111104 ()4()266l l p x M x N x v x v EI EI EI -=+++ ，'11' 11()0()0 22(0)0(0)2 l l v v p v N ?==? ??==? ２）3 3 203 ()32.2 ()266l l p x N x Mx v x x EI EI EI θ-=+++ 图 ３）3 3 3 002 ()22.3()666x x x l l p x N x qx dx v x x EI EI EI θ-=+ +-?图 ２.２题 a) 33 11131113 1(3)(2)61644464162 4pp p pl pl v v v EI EI ????=+=??-+?-????????? = 3 512pl EI 3 33321911()61929641624pl pl pl V EI EI EI ????= -++= ??????? b) 2' 29 2(0)(1)3366Ml Ml Pl v EI EI EI -= +++ =22 20.157316206327Pl Pl Pl EI EI EI -+=? 229 1()(1)3366Ml Ml Pl l EI EI EI θ-= +-+ =22 20.1410716206327Pl Pl Pl EI EI EI ---=? ()()() 22 2 2133311121333363l l p l l v m m EIl EI ???? ? ??? ??????=----+ ?? ??? = 2 372430pl EI c) () 44475321927682304ql ql ql l v EI EI EI =-=
2019年上海交通大学船舶与海洋工程考研良心经验 我本科是武汉理工大学的，学的也是船舶与海洋工程，成绩属于中等偏上吧，也拿过两次校三等奖学金，六级第二次才考过。 由于种种原因，我到了8月份才终于下定决心考交大船海并开始准备，只有4个多月，时间比较紧迫。但只要你下定决心，什么时候开始都不算晚，也不要因为复习得不好，开始的晚了就降低学校的要求，放弃了自己的名校梦。每个人情况不一样，自己好好做决定，即使暂时难以决定，也要早点开始复习。决定是在可以在学习过程中做的，学习计划也是可以根据自己的情况更改的。所以即使不知道考哪，每天学习多久，怎样安排学习计划，那也要先开始，这样你才能更清楚学习的难度和量。万事开头难，千万不要拖。由于准备的晚怕靠个人来不及，于是在朋友推荐下我报了新祥旭专业课的一对一，个人觉得一对一比班课好，新祥旭刚好之专门做一对一比较专业，所以果断选择了新祥旭，如果有同学需要可以加卫：chentaoge123 上交船海考研学硕和专硕的科目是一样的，英语一、数学一、政治、船舶与海洋工程专业基础（801）。英语主要是背单词和刷真题，我复习的时间不多，背单词太花时间，就慢慢放弃了，就只是刷真题，真题中出现的陌生单词，都抄到笔记本上背，作文要背一下，准备一下套路，最好自己准备。英语考时感觉着超级简单，但只考了65分，还是很郁闷的。数学是重中之重，我八月份开时复习，直接上手复习全书，我觉得没有必要看课本，毕竟太基础，而且和考研重点不一样，看了课本或许也觉得很难，但是和考研不沾边。计划的是两个月复习一遍，开始刷题，然后一边复习其他的，可是计划跟不上变化，数学基础稍差，复习的较慢，我又不想为了赶进度而应付，某些地方掌握多少自己心里有数，若是只掌握个大概，也不利于后面的学习。所以自打复习开始，我就没放下过数学，期间也听一些网课，高数听张宇、武忠祥的，线代肯定是李永乐，概率论听王式安，课可以听，但最主要还是自己做题，我只听了一些强化班，感觉自己复习不好的地方听了一下。我真题到了11月中旬才开始做，实在是太晚，我8月开始复习时网上就有人说真题刷两遍了，能不慌吗，但再慌也要淡定，不要因此为了赶进度而自欺欺人，做什么事外界的声音是一回事，自己的节奏要自己把握好，不然
s目录 第1章绪论 (2) 第2章单跨梁的弯曲理论 (2) 第３章杆件的扭转理论 (15) 第４章力法 (17) 第5章位移法 (28) 第6章能量法 (41) 第7章矩阵法 (56) 第9章矩形板的弯曲理论 (69) 第10章杆和板的稳定性 (75)
第1章绪论 １．１题 １）承受总纵弯曲构件： 连续上甲板，船底板，甲板及船底纵骨，连续纵桁，龙骨等远离中 和轴的纵向连续构件（舷侧列板等） ２）承受横弯曲构件：甲板强横梁，船底肋板，肋骨 ３）承受局部弯曲构件：甲板板，平台甲板，船底板，纵骨等 ４）承受局部弯曲和总纵弯曲构件：甲板，船底板，纵骨，递纵桁，龙骨等 １．２题 甲板板：纵横力（总纵弯曲应力沿纵向，横向货物或上浪水压力，横向作用） 舷侧外板：横向水压力等骨架限制力沿中面 内底板：主要承受横向力货物重量，骨架限制力沿中面为纵向力 舱壁板：主要为横向力如水，货压力也有中面力 第2章单跨梁的弯曲理论 ２.1题 设坐标原点在左跨时与在跨中时的挠曲线分别为v(x)与v( 1 x) １）图2.1 333 23 3 424 3 ()()() 424 () 26666 l l l l l l p x p x p x M x N x v x EI EI EI EI EI ---=++++ 原点在跨中： 3 23 011 110 4 ()4 () 266 l l p x M x N x v x v EI EI EI - =+++， ' 11 ' 11 ()0()0 22 (0)0(0)2 l l v v p v N ?== ? ? ?== ? ２） 3 3 2 3 ()3 2.2() 266 l l p x N x Mx v x x EI EI EI θ - =+++ 图 ３） 3 33 00 2 ()2 2.3() 666 x x x l l p x N x qx dx v x x EI EI EI θ - =++- ? 图 ２.２题 a) 33 1 11311131 (3)(2) 616444641624 pp p pl pl v v v EI EI ????=+=??-+?-? ???? ????= 3 512 pl EI 333 3 2 1911 () 619296 41624 pl pl pl V EI EI EI ?? ?? =-++= ? ?? ?? ??
船舶流体力学考试答案
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
船舶流体力学 试题卷 考试形式：闭卷 ，答题时间：100分钟，本卷面满分100分，占课程成绩的100 % 题号 一 二 三 四 五 卷 面 总 分 平 时 成 绩 课 程 总 成 绩 分数 一、(20分) 某对称机翼展长10m ，弦长2.0m ，厚度0.5m ，前缘半径0.2 m ，后缘半径近似为零，升角为12o。 (1) 画出翼型示意图，并在图上注明上述各部分(8分)。 (2) 求出展弦比、相对厚度、相对拱度。(6分) (3) 该机翼在水中运动，速度为2m/s ，水的动力粘度1×10-3 Pa·s ，密度1000kg/m 3，当升力系数0.75时，所产生的升力有多大？(6分)。 解： (1) 翼型示意图如下 (2) 展弦比=b/l ；相对厚度=t/b ；相对拱度f/b ； (3) 升力L =C L 21ρv 2lb =0.75×2 1×1000×22×10×2=30000N 姓名: 班级： 遵 守 考 试 纪 律 注 意 行 为 规 范 教研室主任签字：
二、 (20分) 有一圆柱体将两侧的水分开。已知圆柱体的半径a=1m，圆柱左边水深2a，右边水深a，水的密度1000kg/m3，周围都是大气压力p a。 求：(1) 单位长圆柱面上所受静止流体的x方向总压力P x；(6分) (2) 单位长圆柱面上所受静止流体的z方向总压力P z；(6分) (3) 单位长圆柱面上所受静止流体的作用的总压力P。(8分 ) 得分 解： (1)水平方向单位宽度作用力 F x =ρg(2a·a-a·a/2) =1.5ρg a2 =1.5×1000×9.8×12=14700N 方向向右。 铅锤方向作用力 (2)F y=ρg(πa2-πa2/4) =0.75ρgπa2 =0.75×1000×9.8×π×12=23100N 方向向上。 (3)总作用力大小及方向。
課程名稱：船舶結構力學 第一部分課程性質與目標 一、課程性質與特點 本課程研究的主要對象是船體結構中的杆件、杆系和板的彎曲及穩定性,系統地闡述了結構力學中的基本理論與方法----力法、位移法及能量原理。是高等教育自學考試船舶與海洋工程專業的一門重要專業基礎課。 二、課程目標與基本要求 本課程的目標：學生通過該課程的學習，掌握結構力學的基本理論和方法，應用它們來解決船體結構中典型結構（杆系和板的彎曲及穩定性）的強度計算分析。還能處理一般工程結構中類似的力學問題。 本課程基本要求： 1．掌握建立船體結構計算圖形的基本知識 2．掌握單跨梁的彎曲理論 3．掌握力法的基本原理和應用 4．掌握位移法和矩陣位移法的基本原理和應用 5．掌握能量原理及其應用 6．瞭解有限單元法的基本概念和解題過程 7．掌握矩形薄板的彎曲理論 8．掌握杆及板的穩定性概念，解答和應用 9．瞭解薄壁杆件扭轉的基本概念 10．該課程理論性強，力學概念較難建立，涉及數學知識較多，學習和掌握有一定的困難。相比較而言，單跨梁的彎曲理論和板的彎曲理論是本課程的基本基礎。力法，矩陣位移法，能量法部分偏重於原理和方法在結構分析中的應用。自學過程中應按大綱要求仔細閱讀教材，切實掌握有關內容的基本概念、基本原理和基本方法。學習過程中遵循吃透原理、掌握計算方法、看懂教材例題，完成部分習題。不懂的地方要反復學，前、後聯繫起來學，要克服浮燥心理，欲速則不達，慢工出細活。從而達到學懂、學會、學熟，及應用它們來解決實際結構計算。 三、與本專業其他課程的關係 本課程是船舶與海洋工程專業的一門專業基礎課，該課程應在修完學科基礎課和相關的專業基礎課後進行學習。 先修課程：高等數學，理論力學，材料力學，船體結構與海洋工程製圖 後續課程：船體強度與結構設計 第二部分考核內容與考核目標 第1章緒論 一、學習目的與要求 本章是對船舶結構力學總述性的概述。通過對本章的學習，明確船舶結構力學的內容與任務，是為了解決船體強度問題，結構力學研究的是船體結構的靜力回應，即內力與變形，以及受壓結構的穩定性問題。學習和掌握結構力學的基本原理與方法，經典的力法、位移法及能量原理。對船體結構及其簡化成相應的力學計算圖形有深刻的理解。 二、考核知識點與考核目標 （一）船舶結構力學的內容與任務（重點） 識記：船體強度的內容，船舶結構力學的內容。 理解：船舶結構力學與船體強度的聯繫。 應用：分析船體強度與變形及其他問題 （二）船體結構的計算圖形（重點） 識記：計算圖形，典型的船體結構計算圖形（人工計算：四種。電腦計算：空間杆系結構和板、梁組合結構。）理解：船體結構計算圖形簡化的內涵和簡化過程。 應用：實際船體結構簡化為與計算方法相應的計算圖形。 第2章單跨梁的彎曲理論
习题二 2.1 设质量力2 2 2 2 2 2 f ()()()y yz z z zx x x xy y =++++++++i j k 在此力场中，正压流 体和斜压流体是否可以保持静止？说明原因。 解：22 (22)(22)()0f y z i z x j x xy y k ??=-+-+++≠r r r u v Q 333333 ()2222220f f y z z x x y ???=-+-+-=u u r u r u v 固正压流体不能保持静止，斜压流体可以保持静止。 2.2 在自由面以下10m 深处，水的绝对压力和表压分别是多少？假定水的密度为1000kg 3 m -g ,大气压为101kpa 。 解： 表压为： 10p p p gh ρ=-==1000*9.81=98100pa. 绝对压力为： 10p p p =+=98100+101000=199100pa. 2.3 正立方体水箱内空间每边长0.6m,水箱上面装有一根长30m 的垂直水管，内径为25mm, 水管下端与水箱内部上表面齐平，箱底是水平的。若水箱和管装满水（密度为 1000kg 3 m -g ），试计算：（1）作用在箱底的静水压力；（2）作用在承箱台面上的力。 解： （1）p gh ρ==1000*9.8*（30+0.6）=300186pa (2) F gv ρ==1000*9.8*(0.216+0.015)=2264N. 2.4 如题图2.4所示，大气压力为a p =100kN 2m -g ,底部A 点出绝对压力为130kN 2m -g ,问压力计B 和压力计C 所显示的表压各是多少？ 解：C 表显示： 1c A p p gh ρ=-=130-9.81*1=120.43kN 2m -g B 表显示： 2B A p p gh ρ=-=100+9.81*1*3=139.43kN 2m -g
目录 第1章绪论 (2) 第2章单跨梁的弯曲理论 (2) 第３章杆件的扭转理论 (15) 第４章力法 (17) 第5章位移法 (28) 第6章能量法 (41) 第7章矩阵法 (56) 第9章矩形板的弯曲理论 (69) 第10章杆和板的稳定性 (75)
第1章 绪 论 １．１ 题 １）承受总纵弯曲构件： 连续上甲板，船底板，甲板及船底纵骨，连续纵桁，龙骨等远离中 和轴的纵向连续构件（舷侧列板等） ２）承受横弯曲构件：甲板强横梁，船底肋板，肋骨 ３）承受局部弯曲构件：甲板板，平台甲板，船底板，纵骨等 ４）承受局部弯曲和总纵弯曲构件：甲板，船底板，纵骨，递纵桁，龙 骨等 １．２ 题 甲板板：纵横力（总纵弯曲应力沿纵向，横向货物或上浪水压力，横向 作用） 舷侧外板：横向水压力等骨架限制力沿中面 内底板：主要承受横向力货物重量，骨架限制力沿中面为纵向力 舱壁板：主要为横向力如水，货压力也有中面力 第2章 单跨梁的弯曲理论 ２.1题 设坐标原点在左跨时与在跨中时的挠曲线分别为v(x)与v(1x ) １）图2.1o 3 3 3 23034 2 4 3()()()424()26666l l l l l l p x p x p x M x N x v x EI EI EI EI EI ---=++ ++o 原点在跨中：3 2 3 01 1 1104 ()4()266l l p x M x N x v x v EI EI EI -=+ ++o ，'11'11()0()022(0)0(0)2 l l v v p v N ?==???==? ２）3 3 203 ()32.2 ()266l l p x N x Mx v x x EI EI EI θ-=+++ o o 图 ３）3 3 3 002 ()22.3 ()666x x x l l p x N x qx dx v x x EI EI EI θ-=++- ?o o 图 ２.２题 a) 33 11131113 1(3)(2)61644464162 4pp p pl pl v v v EI EI ????=+=??-+?-????????? = 3 512pl EI 3 33321911()61929641624pl pl pl V EI EI EI ????= -++= ???????
第七章 势流理论（二） 本章主要讨论： 轴对称有势流动和机翼绕流的有关理论。 §7.1 轴对称流动 一条曲线绕轴旋转一周形成的物体形状称为旋成体。 当来流沿旋成体中轴线方向绕流旋成体时，通过中轴线的各子午面上的流动均相同，这种流动称为轴对称流动。比如，均匀流绕圆球的流动。 对于无旋轴对称流动，存在速度势函数φ和流函数ψ 。 但，速度势函数φ是调和函数，流函数 ψ 不是调和函数。 采用柱坐标(r ,θ,x )，设 x 轴为对称轴，流动参数不随 θ 变化。 ),,(t x r v v r r = ),,(t x r v v x x = 不可压缩流体的轴对称势流应该满足： ()()0=??+??x rv r rv x r 连续性方程： 0=??-??r v x v x r 无旋条件： 如果存在物体壁面S ，速度应该在物面上满足边界条件： 0=v 物面法向流速为零： ∞=V 无穷远处流速： 求解不可压缩流体轴对称势流问题的主要任务就是寻求满足以上方程组和边界条件的速度矢量。 有两种数学求解途经: r x V ∞ 轴对称轴
途径一：0122222 =??+??+??=?x r r r φφφφ控制方程： 0=物面无穿透条件： ∞=无穷远处来流： x v r v x r ??= ??= φφ,这里： 速度势函数φ是调和函数，可以采用叠加法求解。 途径二：012 2222 =??+??-??=x r r r D ψψψψ控制方程： 0=物面无穿透条件： ∞=无穷远处来流： r r v x r v x r ??= ??- =ψ ψ1,1这里： 流函数函数Ψ不是调和函数，称为斯托克斯函数。但它是线性的，也可采用叠加法求解。 一.基本的轴对称势流： 1.均匀直线流： 0,,0===∞θv V v v x r ∞=??==??= V x v r v x r φφ,0Θ x V ∞=∴φ ∞=??==??-=V r r v x r v x r ψψ1,01Θ 又 22 1 r V ∞=∴ ψ 2.空间点源(汇)流： (0 , 0)处有一点源 Q ： R v R Q 2 4π=
第一章 绪论 计算骨架断面惯性矩时的表格算法 断面形式 构件 名称 构件面积 a （cm 2 ） 构件形心距参考轴距离（cm ） ay ay 2 构件对其形心的 惯性矩i （cm 4 ） 带板 腹板 面板 … … … … … … … … … … … … / … / A B C 水平构件对其形心的惯性矩可以不计。 断面中和轴离参考轴距离 ε=B/A(cm) 断面对中和轴的惯性矩 I=C-εB(cm 4 ) 最小断面模数 W min =I/y*max （cm 3 ）
第二章单跨梁的弯曲理论 一.初参数法 1.用初参数法求两端自由支持在刚性支座上，受均布载荷的梁的挠曲线。 2.用初参数法图2所示受集中力作用的单跨梁的挠曲线方程式。梁的左端为弹性固定，柔性系数为α=l/(3EI)。梁的右端为弹性支座，柔性系数为A=l3/(48EI)。 3.两端刚性固定的梁，不受外荷重，当其右支座发生位移△时，求其挠曲线与断面弯矩与剪力。
4用初参数法求图中单跨梁的挠曲线方程式。 5. 图中的双跨梁，试用初参数法解之，求出挠曲线方程式，设弹性支座的柔性系数为A=l3/(3EI)。 6.考虑剪切影响，试导出图中梁的挠曲线方程式及两端的弯矩及剪力，并将结果推广到梁左端与右端分别有位移△i,θi及△j,θj时的情况。梁的长度为l,断面惯性矩为I，有效抗剪面积为A s。
7. 如图所示变断面梁，用初参数法解之。图中P=q l，求出挠曲线方程式及P力作用点处的挠度和转角。 8.用初参数法求图所示单跨梁的挠曲线方程式，转角方程式，弯矩方程式，剪力方程式。推导中可令a=αEI/l （1)求出当α→∞时梁两瑞的转角，进行分析讨论。 (2)求出当α→0时梁左端的转角、弯矩及梁右端的转角，进行分析讨论。a
读书报告 ——船舶之中的流体力学摘要： 凡不能像固体一样保持其一定形状，并容易流动的物质称为流体。流体包括液体和气体。流体力学是力学的一个分支，它主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。流体力学在造船学和海洋工程学中的应用包括独立的专题，并涉及到广泛的先进技术。人们根据流体力学的理论知识，可以提高船舶的运行速度和效率。 关键词：流体，船舶，阻力，动力 凡不能像固体一样保持其一定形状，并容易流动的物质称为流体。流体包括液体和气体。流体力学中研究得最多的流体是水和空气。它的主要基础是牛顿运动定律和质量守恒定律，常常还要用到热力学知识，有时还用到宏观电动力学的基本定律、本构方程和物理学、化学的基础知识。1738年伯努利出版他的专著时，首先采用了水动力学这个名词并作为书名；1880年前后出现了空气动力学这个名词；1935年以后，人们概括了这两方面的知识，建立了统一的体系，统称为流体力学。流体力学是力学的一个分支，它主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。而流体力学又有很多的分支，比如航空里面应用的空气动力学，水利、土木工程里面应用到的水力学，而我此次读书报告所涉及的则是造船中应用广泛的船舶流体力学。 船，人类最早的运输工具之一。它连接了七大洲，把文明传向世界。在科学知识的海洋里，我们乘坐探索之船，向那片未知的水域驶近。由阿基米德原理我们知道浸在静止流体中的物体受到流体作用的合力大小等于物体排开的流体的重力，这个合力称为浮力。船在正常的行驶条件下，受到的是向上的水的浮力和向下的重力，这两个力构成一对相互平衡力，使船在水面上不至于沉没，这是我们最初知道的最简单的力学关系。然而，在江河湖海里面航行的船只，除了简单的受到浮力和重力外，航行还会收到很多因素影响，比如前进过程中水的阻力、水流速度、水的深度、水面波浪等。这些因素综合起来影响到船只航行的速度和效率。另外船舶在航行时不可能一帆风顺，经常会有意外
实验1：应变片的粘贴技术实验目的通过实验了解应变片的测量原理及应变片的 选用；通过应变片的实际粘贴、接线，初步掌握应变片的贴粘工艺过程；能够进行粘贴质量的检查并会采取适当防潮措施。、实验仪器、(1) 试件：条形钢(2) 不同规格型号的应变片(3) 粘贴剂：704硅胶、保护剂(4) 仪表：兆欧表、惠斯登电桥、万用表(5) 焊接工具：电烙铁、焊锡、松香(6) 电吹风(7) 其它：0.02-0.04 ㎝导线，绝缘胶带纸，棉纱、脱脂棉、无水酒精、划丝、卡尺、0＃砂纸等。、实验内容及步骤应变片的准备根据测试的内容（拉压力、扭矩、加速度等）、测试条件及贴片部位的情况和布片方案，二次代表的要求（阻值、灵敏度系数等）等因素，选择适当的应变片，在同一桥路中，应变片的灵敏度系数和原始阻值应尽量一致，阻值之差不能超过电阻应变仪的电阻平衡范围（0.5Ω），阻值相差太大，造成电桥的初始不平衡，影响测量精度。应变片的几何尺寸也应选择得当。用目测检查应变片敏感珊是否排列整齐；先用万用表初查应变片有无断路和短路现象及粗略的原始电阻值，再用惠斯登电桥精确测量应变片的阻值（精确到0.1Ω）。2. 构件贴片表面的处理为了保证一定的粘贴强度，必须对构件表面进行处理，试件贴片部位需要处理的面积应大于应变片的基底。首先要去掉表面的锈斑、油漆、氧化皮等污垢；然后用砂轮将表面打平，再用0#或1#砂布磨光。如果是光滑的加工表面，用0#或1#砂布沿与应变片纵向线成450的方向打出一些纹路。打磨面积约为应变片的3-5倍。3. 划线在处理好的表面上,定出测点确切位置,用划针通过测点轻轻划出贴应变片位置的中心线，即应变片的方位线。4. 清洗贴片表面用脱脂棉球蘸无水酒精对贴片表面进行擦洗。一般要擦洗2到3次，直到没有油污为止。擦好的表面切勿用手或其他物触碰。5．贴片在应变片贴面上涂一薄而均匀的胶层,然后把应变片放到贴片位置上(注意对准坐标线)。特别注意要保证应变片的方位；然后在应变片上盖一张玻璃纸，一手捏住引出线，用另一只手的母指或食指从片头到片尾轻轻均匀地滚压，把多余的胶水和气泡挤出，直到应变片粘住为止。应变片贴完后，应该胶层均匀、位置准确、整齐干净。6．干燥固化贴片后，按照所用粘结剂规定的方法和时间进行干燥固化。一般在贴好后需自然干3到4小时，或更长。但为了更快地固化好，可以在自然干燥一定时间后，用热吹风吹烘。7．焊接引出导线为保证焊接处的绝缘，焊前在应变片的引出线下面粘贴一层绝缘胶带纸，此举意在保证引出线焊点处的绝缘。尔后将测量导线的一端靠近应变片的引出线，在测量导线焊接端去皮约3mm 并涂上焊锡后，用电烙铁将应变片引出线与测量导线进行锡焊．接时要快且准，以免产生氧化物而影响焊点质量，焊点要求光滑牢固、无虚焊、假焊、以保证焊点的机械性能和电气性能，焊好后将引线用绝缘胶带固定。为防止机械损伤，可用织物或胶布将贴片部位保护。8．贴片质量检查（1）检查应变片的粘贴是否牢固，胶层是否均匀，位置是否准确。（2）用万用表检查已贴好的应变片有无断路或短路现象，应变片的原始阻值有无变化（3）用万用表高阻档或兆欧表检查应变片与构件表面间的绝缘电阻，在一般实验中绝缘电阻到达500到1000兆欧就即可。绝缘电阻小，表面粘贴质量不好，会使应变仪调平困难及应变片在工作中产生较大的蠕变。注意：用兆欧表测量绝缘电阻时，要慢摇手柄，严防击穿；一般情况下，应尽量少用兆欧表。9．应变片的防护应变片接好导线后，应立刻涂上防护层。这主要是防止大气中水分的侵入，应变片吸水后会降低绝缘电阻、粘结强度会影响其正常使用。常用环氧树脂来作防潮防护。四、实验报告总结贴片的工艺过程及质量检查要求所
1 江苏海洋大学成人高等教育期末试卷 课程名称 船舶结构力学 (A 卷) （考试时间120分钟，满分100分） 注意事项：1.请用黑色水笔答题，不可用其他颜色或者铅笔，圆珠笔答题 2.请在装订线以内答题 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 得分 一、名词解释（每题6分，共30分） 1、力学模型： 2、带板（骨架的“附连翼板”）： 3、板上载重分为两类： 4、杆件： 5、杆系： 二、问答题（每题10分，共20分） 1. 为什么单跨直梁在几种横向载荷作用下引起的弯曲要素可以采用叠加法求出,而单 跨直梁在复杂弯曲时横荷重与轴向力的影响不可分开考虑? 2. 何谓力法与位移法?对于矩形薄板弯曲问题的纳维叶解法属何种方法,为什么? (10分 三、解答题 1. 试写出图1所示单跨梁和矩形板结构的边界条件。 (10分) 函授站 班级 姓名 学号 ……………………………………………………………………………………装………….………………….. ….……………..…订…………………..………………..……线……………………………………………………………… 全自由边 F A b (a ) (b ) 图 1
1 2. 试用初参数法求图2中的双跨粱的挠曲线方程式，己弹性文座的柔性系数为：3 3l A EI 。 (20分) 四、(10分) 图1所示结构，已知作用在杆中点的弯矩M , 和EI , l 用初参数法求单跨梁的挠曲线方程。 五、(10分) 图1所示结构，已知作用在杆中点的弯矩M , 和EI , l 用初参数法求单跨梁的挠曲线方程。 y x 2 1 A F 图 2
船舶流体力学 试题卷 考试形式：闭卷 ，答题时间：100分钟，本卷面满分100分，占课程成绩的100 % 一、(20分) 某对称机翼展长10m ，弦长2.0m ，厚度0.5m ，前缘半径0.2 m ，后缘半径近似为零，升角为12o。 (1) 画出翼型示意图，并在图上注明上述各部分(8分)。 (2) 求出展弦比、相对厚度、相对拱度。(6分) (3) 该机翼在水中运动，速度为2m/s ，水的动力粘度1×10-3 Pa·s ，密度1000kg/m 3，当升力系数0.75时，所产生的升力有多大？(6分)。 解： (1) 翼型示意图如下 (2) 展弦比=b/l ；相对厚度=t/b ；相对拱度f/b ； (3) 升力L =C L 21ρv 2lb =0.75×2 1 ×1000×22×10×2=30000N 姓名: 班级： 学号： 遵 守 考 试 纪 律 注 意 行 为 规
二、 (20分) 有一圆柱体将两侧的水分开。已知圆柱体的半径a =1m ，圆柱左边水深2a ，右边水深a ，水的密度1000kg/m 3，周围都是大气压力p a 。 求：(1) 单位长圆柱面上所受静止流体的x 方向总压力P x ；(6分) (2) 单位长圆柱面上所受静止流体的z 方向总压力P z ；(6分) (3) 单位长圆柱面上所受静止流体的作用的总压力P 。(8分 ) 解： (1)水平方向单位宽度作用力 F x =ρg (2a·a -a·a/2) =1.5ρg a 2 =1.5×1000×9.8×12=14700N 方向向右。 铅锤方向作用力 (2)F y =ρg (πa 2-πa 2/4) =0.75ρg πa 2 =0.75×1000×9.8×π×12=23100N 方向向上。 (3)总作用力大小及方向。 2 2y x F F F +=x y F F arctan =α
第1章绪论 (2) 第2章单跨梁的弯曲理论 (2) 第3章杆件的扭转理论 (15) 第4章力法 (17) 第5章位移法 (28) 第6章能量法 (41) 第7章矩阵法 (56) 第9章矩形板的弯曲理论 (69) 第10章杆和板的稳定性 (75)
第1章绪论 1 . 1题 1） 承受总纵弯曲构件： 连续上甲板，船底板，甲板及船底纵骨，连续纵桁，龙骨等远离中 和轴的纵向连续构件（舷侧列板等） 2） 承受横弯曲构件：甲板强横梁，船底肋板，肋骨 3） 承受局部弯曲构件：甲板板，平台甲板，船底板，纵骨等 4 ）承受局部弯曲和总纵弯曲构件：甲板，船底板，纵骨，递纵桁， 龙 骨等 1 . 2题 甲板板：纵横力（总纵弯曲应力沿纵向，横向货物或上浪水压力，横向 作用） 舷侧外板：横向水压力等骨架限制力沿中面 内底板：主要承受横向力货物重量，骨架限制力沿中面为纵向力 舱壁板：主要为横向力如水，货压力也有中面力 第2章单跨梁的弯曲理论 2.1题 设坐标原点在左跨时与在跨中时的挠曲线分别为V （x ）与V （A-） _ N 疽 | || PC-%)' | || /心一%)\| P (-%’ ' 2EI 6EI 11% 6E/ 11% 6EZ II 3% 6EI 耳(％) = 0 %(%) = 0 *(0) = 0 NJ0) = % 2 )图22 心）= q ）x+ PC —%)' 6E7 3 )图 2.3 1 、 c N x 3 r v qx^dx II 心、)=哧+亩+L 布■-1% PS — %)' 6E7 2. 2题 a) v. = v nn +v n = 'i pp p pl 3 F —13 1、 6E7 16' 4 4 4 4 4 4 6EI 4 16 2 = P %2EI V 2 = A% 1 )图 2.1 原点在跨中: 宜+|| 心一%)' 6EI 11% 6E/
武汉理工大学考试试题纸（ A 卷） 课程名称: 船舶结构力学专业班级: 一、（30分）简答题 1.船体结构中分别列出承受总纵弯曲、横向和局部弯曲、既受总纵弯曲又受横向 弯曲构件的名称（5） 答：１）承受总纵弯曲构件：连续上甲板，船底板，甲板及船底纵骨，连 续纵桁，龙骨等远离中和轴的纵向连续构件（舷侧列板等）。 ２）承受横向弯曲构件：甲板强横梁，船底肋板，肋骨。 ３）承受局部弯曲构件：甲板板，平台甲板，船底板，纵骨等。 ４）承受横向弯曲和总纵弯曲构件：甲板，船底板等。 2.给出单跨梁弯曲时，弯曲要素M、N、v之间的关系式，刚性固定在刚性支座上和弹性支座的边界条件表达式。（5）
答：（1） , ,
（2）a、刚性固定在刚性支座：梁在刚性固定端处挠度与转角均为零而弯矩、剪力不等于零，其边界条件为： b、弹性支座： 式中： A—弹性支座的柔性系数，K—刚性系数。
左端断面：右端断面：自由支持：
刚性固定： 3. 哪些因数对单跨杆稳定性有影响，是怎样影响的？柱子曲线有什么用途？简单估算一等截面双跨梁的欧拉力，两跨的长度分别为1L ，2L 。（10） 答： (1) 单跨杆的欧拉力一般表达式： 影响因素： 杆的长度L ，长度越长，杆越不稳定，反之亦然； 杆的截面惯性矩I ，截面惯性矩越大杆越稳定，反之亦然； 材料的弹性模数E ，杆的弹性模数越大越稳定；
杆的相当长度系数，杆的长度与断面均相同 的条件下，两端固定程度越大，欧拉力越大，杆越稳定。 (2) 柱子曲线用途：柱子曲线的用途：当杆件的柔度λ已知时，通过查不同材料的柱子曲线图可得其失稳应力，从而解决压杆的非弹性稳定性问题。 (3) 等截面双跨梁的欧拉力求解：
习题5 已知2,2,2,x y z v y z v z x v x y =+=+=+求： (1)涡量及涡线方程；（2）在z=0平面的面积dS=上的涡通量。 解：（1） ()()()(21)(21)(21)y y x x z z i j k y z z x x y i j k i j k ??????Ω=-+-+-??????=-+-+-=++νννννν 所以 流线方程为 y=x+c1,z=y+c2 (2) 2J 2*0.5*0.00010.0001/wnds m s ===? 设在（1，0）点上有0Γ=Γ的旋涡，在（-1，0）点上有0Γ=-Γ的旋涡，求下列路线的速度环流。 2222(1)4;(2)(1)1;(3)2,20.5,0.5x y x y x y x y +=-+==±=±=±=±的方框。 （4）的方框。 解：（1）由斯托克斯定理可知：因为涡通量为0，所以c 20s vdl wnds ==??? （4）由斯托克斯定理可知：因为涡通量为0，所以c 0vdl - =?? 如题图所示，初始在（0，1）、（-1，0）、（0，1）和（0，-1）四点上有环量Γ等于常值的点涡，求其运动轨迹。 解：取其中一点（-1，0）作为研究对象。 42222cos 45cos 4534CA BA BA A CA BA BA v v v v v v v τππ π τπ ====++=
由于四个涡相对位置将不会改变，转动角速度为： 3434v w ar v wt t τπτ π= === 用极坐标表示为r=1, 34t τθπ = 同理，其他点的轨迹与之相同。 如题图所示有一形涡，强度为，两平行线段延伸至无穷远，求x 轴上各点的诱导速度。 解：令（0，a ）点为A 点，（）为B 点 在OA 段与OB 段 1222222212(cos90) 4(cos 0) 42()() 2x v x a x v xa a x v v v x a x xa τπτπτ π= ++=++∴=+=++ 习题六 平面不可压缩流动的速度场为 （1）,;x y v y v x ==- (2) ,;x y v x y v x y =-=+ (3) 2 2 ,2;x y v x y v xy y =-=-- 判断以上流场是否满足速度势和流函数存在条件，进而求出。 解： V 0 (v ) v y x x y φ???=?-?=??存在 存在 （1）φ存在 v (v ) 2y x x x y φ??- =-∴??