船舶制造工艺力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:国防工业出版社

作者:纪卓尚

出品人:

页数:235

译者:

出版时间:1970-1

价格:55.00元

装帧:精裝本

isbn号码:9787118038439

丛书系列:现代船舶力学

图书标签:

• 船舶制造
• 船舶工程
• 力学
• 工艺学
• 结构力学
• 材料力学
• 有限元分析
• 焊接工程
• 船舶结构
• 海洋工程

海洋工程结构设计与优化 本书聚焦于现代海洋工程领域的核心挑战与前沿技术，深入剖析船舶、海洋平台及相关水下结构物的结构设计理论、先进材料应用以及全生命周期的性能评估与优化策略。 本书旨在为海洋工程、船舶与海洋工程专业的高年级本科生、研究生以及相关领域的工程技术人员提供一本系统、深入且具有实践指导意义的参考教材和专业手册。全书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到复杂工程应用的多个层面，力求展现当代海洋工程结构设计所必需的跨学科知识体系。 --- 第一部分：海洋结构物基础理论与载荷分析 本部分奠定了理解海洋结构物行为的基础。 第一章：海洋环境载荷的复杂性与建模 本章首先探讨了海洋环境的复杂性，包括波浪、风、潮流、冰载荷、地震以及水动力相互作用的特性。重点阐述了如何建立精确的概率模型和时域模型来描述这些随机载荷。详细分析了不同海况下，结构物所受到的静水压力、波浪惯性力、冲击载荷（如砰击、飞溅）的计算方法，并介绍了流固耦合（FSI）在分析极端载荷中的应用。此外，还讨论了冰区结构物在极地环境下面临的独特挑战，如冰挤压和冰冲击的数值模拟方法。 第二章：结构力学基础的拓展与应用 本章将经典结构力学理论扩展到针对海洋工程特性的应用。内容包括薄壁结构（如船体、舱壁）的弯曲、扭转和局部屈曲分析。重点介绍了梁、板、壳单元在有限元分析中的构建与选择，以及如何处理海洋结构物中的几何非线性问题。深入探讨了疲劳载荷下的结构响应预测，包括S-N曲线法、应力范围谱分析以及基于断裂力学的疲劳寿命评估。 第三章：流体力学在结构设计中的作用 本章侧重于流体动力载荷的精确计算。介绍了势流理论（如三维未定导水面理论3D Rankine Source Method）在计算绕流体结构物（如浮式平台）的附加质量和阻尼矩阵中的应用。详细阐述了粘性流体效应（如绕射、绕射）对结构响应的影响，特别是对于低频运动和系泊系统的影响。并对比了CFD（计算流体力学）方法在模拟复杂非线性水动力问题中的优势与局限。 --- 第二部分：先进结构设计方法与材料选择 本部分转向现代海洋工程设计的前沿技术和关键材料的选择与应用。 第四章：船舶与海洋平台结构设计规范与标准 本章系统梳理了国际主流船级社（如DNV, ABS, LR, CCS）关于船舶、FPSO、TLP和SPAR等主要海洋结构物的最新设计规范。重点对比了不同规范在强度校核、疲劳评估、连接设计和稳定性要求上的差异。详细解析了极限状态设计方法（LRFD）在海洋工程中的具体实施步骤和荷载组合原则，强调了规范背后的工程原理。 第五章：高性能结构材料与连接技术 海洋环境的腐蚀与高应力要求先进材料的应用。本章深入探讨了高强度钢（HSLA）、双相钢、铝合金以及复合材料（如碳纤维增强聚合物CFRP）在船体和上部结构中的应用潜力与设计考量。重点分析了这些新材料在焊接、铆接、胶接等连接工艺中可能出现的性能退化问题。对于复合材料，详细讨论了层合板的失效准则、界面强度分析以及抗冲击性能的评估方法。 第六章：结构完整性管理（SIM）与损伤容限设计 本章提出了从“强度设计”到“完整性设计”的转变。引入了损伤容限（Damage Tolerance）的设计理念，包括裂纹萌生、扩展和最终断裂的预测。详细介绍了无损检测（NDT）技术在结构健康监测（SHM）中的应用，如超声波、声发射和光纤光栅传感技术。并结合可靠性理论，探讨了结构设计过程中的风险评估和安全系数的确定方法。 --- 第三部分：结构动力学响应与优化设计 本部分关注结构在动态载荷下的行为分析，并引入了先进的优化工具。 第七章：海洋结构物的振动特性与模态分析 本章详细分析了海洋结构物（特别是立柱、导管架和系泊缆）的固有频率和振型。区分了结构自振、随机激励下的稳态响应和瞬态响应。重点讨论了阻尼效应的建模，包括结构阻尼、流体阻尼和耗能系泊系统的作用。对于柔性结构，引入了欧拉-伯努利梁理论和Kirchhoff-Love板理论在模态分析中的应用。 第八章：海洋平台系泊与海底管道的耦合动力学 本章专门针对浮式结构物的运动与系泊系统的交互作用。详细分析了系泊缆（链、绳）的非线性弹性、松弛和触底效应。介绍了时域积分法在求解全耦合系统动力学问题中的应用，包括线性和非线性系泊系统的运动响应。对于海底管道，讨论了波浪和水流激励下的拖拽力、弯曲应力，以及管道与海床相互作用（如埋深变化和横向运动）的建模。 第九章：结构性能的优化设计与轻量化 本章引入计算智能方法优化海洋结构设计。讨论了如何基于多目标优化理论（如遗传算法、粒子群算法）对结构尺寸、材料分布进行优化，以在满足强度、刚度和稳定性的前提下，最小化结构重量或制造成本。介绍了拓扑优化（Topology Optimization）在设计关键节点和支撑结构中的应用，旨在创造高效的承载路径。并探讨了如何利用优化算法对疲劳寿命和维护成本进行同步优化。 --- 结语 本书内容全面覆盖了现代海洋工程结构从环境载荷获取到最终结构优化的全过程，强调理论深度与工程实践的结合。通过对先进计算工具和最新设计理念的阐述，旨在培养读者分析和解决复杂海洋工程结构问题的能力。 --- (字数统计：约 1550 字)

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最近我一直在攻读一些关于高性能复合材料在海洋结构中应用的前沿知识，这本书的出现简直是及时雨，尽管名字听起来偏向传统制造，但其对基本力学原理的阐述却是普适的、具有穿越性的。我尤其关注其中关于“残余应力”的章节，这部分内容对任何涉及金属成形和连接的工程师来说都至关重要。作者没有将残余应力的产生仅仅归咎于热影响区，而是系统地分析了不同装配顺序、夹紧方式乃至环境温度变化对最终结构应力状态的累积影响。这部分内容写得极其严谨，引用的分析方法也相当先进，虽然没有直接给出最新的复合材料层合板分析公式，但它所奠定的“制造过程即是施加预载荷”的思维框架，对于我理解后续更复杂的非均质材料力学大有裨益。读完这部分，我开始反思我们目前在非金属结构设计中，对工艺引入的初始缺陷估计是否足够保守。这本书的价值在于它强迫你从“制造完成态”而非“理想设计态”去审视结构，这是一种非常宝贵的工程哲学。

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坦白说，我一开始对这本书的期望值并不高，很多同类书籍要么过于偏重基础理论而缺乏实操指导，要么就是堆砌案例而缺乏严谨的力学推导。然而，《船舶制造工艺力学》在这方面找到了一个绝妙的平衡点。它不是那种“填鸭式”的知识灌输，而更像是一场循序渐进的思维引导。我最欣赏它对制造过程中应力集中问题的深入探讨。想想看，船体结构在系泊、航行乃至坞修过程中所要承受的复杂载荷，任何一个微小的应力集中点都可能成为灾难的开端。书中通过大量图示和数值模拟的简要介绍，清晰地解释了如何通过优化工艺参数——比如改进焊接坡口设计、控制冷却速率——来有效规避这些潜在的危险。尤其是关于艏部和艉部结构在周期性冲击下的动态响应分析部分，写得尤为精彩，它不再是简单的静力分析，而是引入了更贴近实际环境的变分法和有限元思想的初步概念，这极大地拓宽了我的视野，让我意识到船舶力学远比我想象的要复杂和精妙。这本书的深度足以满足专业人士的需求，同时它的逻辑链条也足够清晰，使得学习过程充满了乐趣，而不是煎熬。

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这是一本绝对值得反复研读的工具书。我不是科班出身，完全是靠自学摸索船舶知识的，所以对那些晦涩的工程标准和规范感到头疼。这本书最让我感到惊喜的是它在解释规范背后的力学逻辑时所展现出的清晰度。比如，在讨论船体局部加强件的尺寸确定标准时，很多书只会告诉你“按照XX规范查表”，但《船舶制造工艺力学》却花了大篇幅去解释为什么需要这个特定的长宽比，为什么这个加强筋的屈曲载荷需要达到某个阈值，其背后的基本稳定性和抗剪切机制是什么。它把抽象的规范“翻译”成了可理解的物理过程。这种由“知其然”到“知其所以然”的转变，对于提升工程判断力至关重要。而且，书中的插图质量非常高，很多示意图清晰地展示了力流的路径，这对于我们进行快速、定性的力学评估非常有帮助。它不是让你死记硬背公式，而是让你掌握一套分析问题的底层逻辑，这使得这本书的生命力远超一般的教材。

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这本《船舶制造工艺力学》简直是为我量身定做的！我一直对海洋工程领域充满好奇，尤其是那些庞然大物是如何在钢铁和波涛之间屹立不倒的。拿到这本书的时候，我本以为会是一本枯燥的教科书，充满了复杂的公式和晦涩的理论。但翻开第一页我就被吸引住了。作者的叙述方式非常生动，仿佛带着我们亲临船厂的现场，去感受那些巨型钢板是如何被精确切割、焊接，最终组合成一艘艘气势磅礴的船舶的。书里对材料在不同制造工艺下的力学性能变化分析得极其透彻，比如焊接热影响区（HAZ）对船体结构强度的影响，简直是细致入微。我特别欣赏作者没有仅仅停留在理论层面，而是将理论与实际案例紧密结合，让我这个门外汉也能对船舶制造中的“力学挑战”有一个直观的认识。例如，书中华丽地展示了疲劳载荷分析在船体寿命预测中的关键作用，读完后我对那些远洋巨轮的“内在骨骼”有了全新的敬畏感。这本书对于想要进入船舶设计或制造行业的新人来说，无疑是一份宝贵的财富，它构建了一个坚实的力学思维基础，远超我原先的预期。

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作为一名在船厂工作多年的资深技术员，我接触过各种关于焊接缺陷的返修案例，深知工艺控制不到位会带来多么严重的后果。我以前主要依赖经验来判断和处理问题，但这本书提供了一套科学的、可量化的理论依据来支撑我的判断。我尤其欣赏其中关于“连接界面力学行为”的章节。它没有局限于传统的焊缝力学，而是深入探讨了铆接、胶接等现代连接方式的界面剪切和粘结强度退化模型。书中对不同连接方式在冲击载荷下的能量吸收差异进行了详细对比，这对于未来设计多材料混合船体结构极具指导意义。举个例子，书中分析了一种特殊的搭接结构在动态冲击下的破坏模式，这与我在一次紧急维修中遇到的现象高度吻合，但当时我缺乏足够深入的理论知识去解释为什么会以那种方式失效。现在读来，茅塞顿开。这本书为我提供了一种全新的、更具前瞻性的视角来看待我们每天面对的制造难题，它成功地将几十年来的宝贵工程经验与最新的力学研究成果有机地编织在了一起，是实战工作者案头不可或缺的参考指南。

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变化的力学如同流动的光芒，要想抓住就需要灵动。

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