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出版者:人民交通出版社

作者:王鸿斌

出品人:

页数:388

译者:

出版时间:2006-8

价格:42.00元

装帧:

isbn号码:9787114060694

丛书系列:

图书标签:

• 船舶修造工艺
• 船舶工程
• 船体结构
• 修船
• 造船
• 焊接
• 材料力学
• 腐蚀防护
• 船舶维修
• 工艺技术
• 海洋工程

《远航的基石：现代船舶设计与结构力学解析》 内容简介： 在浩瀚的海洋面前，船舶是人类探索未知、连接世界的重要载体。它们承载着货物的贸易，护卫着国家的安全，也承载着无数梦想的远航。而一艘艘巨轮的诞生，绝非偶然，而是集尖端科技、精湛工艺与深厚理论于一体的智慧结晶。《远航的基石：现代船舶设计与结构力学解析》一书，将带领读者深入探究现代船舶是如何从概念设计演变成能够劈波斩浪的钢铁巨兽的，重点聚焦于船舶在设计阶段所面临的关键挑战，以及如何运用严谨的结构力学原理来确保其安全性和可靠性。 本书并非聚焦于船舶建造过程中具体的装配、焊接或涂装等“如何动手做”的工艺细节，而是将其置于一个更为宏观和理论的层面。它旨在揭示船舶在问世之前，在设计室里所经历的那些至关重要的思考与计算过程。我们将从最基础的船舶概念入手，探讨不同类型船舶（如集装箱船、油轮、散货船、客滚船、特种工程船等）在设计之初所要考虑的性能需求、航行区域、载货类型以及法规要求。这些初步的设想将直接影响到船舶的整体布局、尺度选择以及关键性能指标的设定，为后续的详细设计奠定坚实的基础。 本书的核心内容之一，便是深入剖析船舶结构力学这一船舶设计的灵魂。我们将详细介绍在设计过程中，工程师们如何应用牛顿力学、材料力学、弹性力学以及有限元分析等经典与现代力学理论，来预测和评估船舶在各种工况下的受力情况。这包括但不限于： 静载分析： 船舶在不同载况下（空载、满载、局部装载等）以及在静止水面上时，船体结构所承受的重力、浮力、船体重力以及载货重力等静态载荷的分布和影响。我们将探讨如何通过对船体结构受力点的精确计算，来优化船体形状和内部结构，以达到最佳的承载效率。 动载分析： 这是船舶设计中最具挑战性的部分之一。船舶在航行过程中，会受到波浪、风、水流、螺旋桨推力、舵力以及港口装卸等动态载荷的持续作用。本书将详细阐述如何模拟和计算这些复杂而变化的载荷，例如： 波浪载荷： 船舶在波浪中会产生纵摇、横摇、垂荡、横荡、首摇、尾摇等六个自由度的运动，这些运动会引起船体结构承受弯曲力矩、剪切力、扭矩以及局部应力集中。我们将介绍不同的波浪谱模型和载荷谱的计算方法，以及如何评估这些载荷对船体结构寿命的影响。 惯性力： 船舶运动产生的惯性力对船体结构同样会产生显著影响，尤其是在高速运动或急转弯时。 推进与操纵力： 螺旋桨产生的推力、舵角变化引起的操纵力等，也会对船体尾部结构和舵叶产生重要的局部应力。 结构强度与稳定性计算： 基于对载荷的精确预测，本书将深入讲解如何进行船体结构的强度计算，包括屈服强度、疲劳强度、断裂韧性等关键指标的评估。我们将详细介绍各种规范（如CCS、DNV、ABS等）对船体结构强度和刚度的要求，以及如何通过设计优化来满足这些要求。同时，稳定性计算也是船舶安全性的重中之重，本书将阐述船舶的总倾覆稳定性、局部稳性以及漂浮稳定性等概念，以及如何通过调整船体尺寸、重心位置和压载水系统来保证船舶在各种条件下的稳定航行。 有限元分析（FEA）的应用： 随着计算机技术的飞速发展，有限元分析已成为现代船舶设计不可或缺的工具。本书将介绍有限元分析的基本原理，以及如何利用FEA软件对复杂的船体结构进行精细化的应力、应变和变形分析。我们将展示如何建立三维实体模型，进行网格划分，施加载荷和边界条件，并解释如何解读FEA结果，从而识别潜在的薄弱环节，并对设计进行迭代优化。 材料选择与腐蚀防护： 船体结构需要承受严苛的海洋环境，因此材料的选择至关重要。本书将探讨不同类型的钢材（如高强度钢、耐候钢）、铝合金以及复合材料在船舶结构中的应用特点、力学性能以及加工焊接性。同时，海洋环境的腐蚀性对船体寿命构成严重威胁，本书也将介绍常用的防腐蚀技术，如防锈漆、牺牲阳极、阴极保护等，以及它们在船体设计中的考量。 疲劳设计与寿命预测： 船舶的服役寿命通常长达数十年，在这期间船体结构会承受无数次的载荷循环。疲劳是导致船体结构失效的主要原因之一。本书将详细介绍疲劳破坏的机理，以及如何进行疲劳强度校核，包括S-N曲线的使用、应力集中系数的考虑以及疲劳寿命的预测。通过合理的疲劳设计，可以显著延长船舶的使用寿命，并减少维修成本。 设计优化与仿真： 本书强调设计是一个不断迭代优化的过程。通过参数化设计、形状优化算法以及多物理场仿真技术的结合，工程师可以更高效地探索不同的设计方案，找到最优的结构布局和尺寸参数，从而在满足性能要求的同时，最大限度地降低材料消耗和制造成本。 《远航的基石：现代船舶设计与结构力学解析》旨在为读者提供一个坚实的理论基础和清晰的思路框架，帮助理解船舶为何能够安全、高效地航行于波涛汹涌的海洋之上。它适合于船舶工程专业的学生、船舶设计研究人员，以及对现代船舶工程原理感兴趣的工程师和技术人员。通过阅读本书，读者将能够深刻理解船舶设计中蕴含的科学原理和工程智慧，认识到结构力学在保障船舶安全航行中的核心作用，从而更好地应对未来船舶设计与建造所面临的挑战。本书不涉及船舶建造过程的具体操作指南，而是专注于“为何如此设计”背后的科学逻辑和工程计算。

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我以一个对结构力学略知一二的工程师的视角来审视这本书的内容深度，坦白说，它在理论基础的讲解上显得有些保守和基础。书中对于材料疲劳分析和应力集中点的探讨，更多地停留在教科书式的概念介绍层面，缺乏深入的数值模拟案例或前沿的研究成果引用。例如，在描述焊接质量的无损检测方法时，对超声波相控阵技术（Phased Array Ultrasonic Testing, PAUT）的介绍，仅仅停留在了原理层面，对于实际现场应用中如何处理复杂几何结构下的信号衰减和串扰问题，几乎没有涉及。我期望能在这样的专业书籍中看到更多基于实际工况的案例分析，比如船舶在极端海况下的结构响应模拟，或者新型复合材料在船体制造中的应用优化策略。这本书给我的感觉是，它更像是一本面向职业培训初阶学员的入门读物，对于资深专业人士而言，它提供的知识增量非常有限，更像是一种知识点的回顾而非知识体系的拓展。如果作者能在特定章节加入更多复杂的数学模型推导，或者引用近十年来的行业标准更新，相信其价值会大大提升。

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从实操指导的角度来看，这本书在细节信息的准确性和时效性方面，暴露出了一些陈旧的痕迹。我注意到书中引用的部分规范和标准，似乎是基于十多年前的版本。例如，关于防火隔离涂层（intumescent coatings）的要求，目前业界已经有了更为严格的低挥发性有机化合物（Low-VOC）标准和更复杂的厚度校验方法，但书中对此的描述显得过于简化。更让我感到困扰的是，书中对数字化制造（Digital Fabrication）的讨论几乎是空白的。在如今三维激光扫描、机器人焊接和数字孪生技术已广泛应用于大型船舶建造的背景下，一本面向现代造船业的著作若不能深入探讨这些信息技术如何与物理工艺流程深度融合，无疑是错失了关键的时代脉搏。这本书似乎更适合在二十年前的船厂使用，对于今天追求“智能制造”的从业者来说，它提供的信息已经无法完全指导当前的最佳实践。

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这本书的叙事风格非常平实，几乎是“干货”的堆砌，缺乏引人入胜的故事性或历史背景的铺垫。读者在阅读过程中，很容易被大量的专业术语和流程步骤淹没，缺乏一个清晰的主线来串联这些技术点。我期待作者能用更具画面感的语言来描述制造场景，比如，讲述某个经典船型的建造过程中遇到的关键技术难题是如何被克服的，或是某项新工艺的引入是如何彻底改变了传统的建造范式。遗憾的是，本书的文字更倾向于指令式和说明式，缺乏对“为什么”的深入挖掘。比如，在描述分段吊装的顺序时，它只是罗列了步骤，但没有详细解释为什么这个顺序是目前公认的最优解，其背后的经济性考量和风险规避逻辑是什么。这种“知其然，而不知其所以然”的阅读体验，使得知识的吸收停留在表面，难以形成深刻的理解和批判性思维。对于我这样的实践者来说，我需要的不仅仅是“怎么做”，更需要理解“为什么要这么做”的深层逻辑。

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这本书的组织结构虽然清晰，但在跨学科知识的融合上做得比较薄弱。它将造船工艺的各个模块——从下水前的舾装到最后的试航准备——视为相对孤立的部分进行阐述。然而，现代船舶建造是一个高度集成、多专业交叉协作的复杂系统工程。例如，在谈论设备安装时，它没有充分体现出暖通空调（HVAC）系统与船体结构间预留孔洞的精确匹配性，以及这些匹配性对后期管路敷设的连锁影响。读者需要自行在大脑中建立起结构、机械、电气、舾装等专业之间的接口关系，这大大增加了学习的认知负荷。一本优秀的综合性技术手册，应当主动揭示这些系统边界上的冲突点和协调机制，通过综合案例或流程图，展示不同专业团队如何在同一时间轴上高效协同工作。本书的这种“分科教学”模式，使得读者难以培养出那种宏观的、系统性的项目管理视角，这对于培养未来的船厂总装工程师来说，是一个明显的不足。

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这本书的装帧设计相当别致，封面选用的那种深邃的墨蓝色，搭配烫金的字体，给人一种沉稳而专业的印象。我特别喜欢它在细节上的处理，比如书脊处的勒口，摸上去有种粗糙而有质感的纹理，让人联想到工业制造的厚重感。翻开内页，纸张的磅数拿捏得恰到好处，既能很好地承托复杂的图表和插图，又不会显得过于笨重。排版上，作者显然花了不少心思。大段的文字被清晰的章节标题和巧妙的留白分隔开来，阅读起来毫不费力。尤其是那些技术图解部分，线条的精细度和标注的准确性令人印象深刻，即便是对于初次接触这个领域的读者，也能通过这些图示快速建立起空间概念。我尤其欣赏它在目录编排上的逻辑性，从基础的材料学到复杂的装配流程，层层递进，结构严谨，读完一遍目录，心中对整个行业的知识体系就有了一个大致的轮廓。这本书在视觉传达上是成功的，它成功地将一个原本可能显得枯燥的技术领域，包装成了一件值得收藏和细读的艺术品。它不仅仅是一本工具书，更像是一件精心打磨的工艺品，充满了对细节的敬畏。

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