Added Masses of Ship Structures pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Korotkin, Alexandr I.

出品人:

页数:391

译者:

出版时间:

价格:1649.00元

装帧:

isbn号码:9781402094316

丛书系列:

图书标签:

• 船舶结构
• 附加质量
• 船舶设计
• 结构力学
• 海洋工程
• 水动力学
• 数值分析
• 有限元
• 振动
• 稳定性

《远航之魂：现代船舶结构设计与优化前沿》 图书简介 本书旨在全面、深入地探讨现代船舶结构设计的核心原理、先进技术及其在复杂海洋环境中的应用与优化策略。面对全球航运业对安全、效率和可持续性的日益严苛要求，本书聚焦于如何构建更轻盈、更坚固、更具环境适应性的船体结构，是船舶工程师、结构设计师、海事研究人员以及高年级海洋工程学生的必备参考手册。 第一部分：基础理论与材料科学的革新 本书伊始，对船舶结构设计的基础理论进行了系统梳理，重点超越了传统的欧拉-伯努利梁理论，深入探讨了应用于厚板和复杂曲面结构的壳体理论、有限元分析（FEA）的精度校准方法，以及如何准确预测和处理海洋工程中的非线性动力学问题。 在材料科学领域，本书详尽阐述了高强度钢（HSS）和超高强度钢（UHSS）在船舶主结构中的应用潜力与挑战。我们不仅仅停留在介绍材料的屈服强度和抗拉强度，而是深入分析了这些新材料在焊接过程中的热影响区（HAZ）韧性、疲劳性能的寿命预测模型，以及在低温环境下（如极地航行）的脆性断裂风险评估。此外，本书辟出一章专题讨论了复合材料（如碳纤维增强聚合物CFRPs）在提高局部结构刚度、减轻重量、以及应用于特定功能性结构（如舱口盖、上层建筑）中的最新进展与实际工程案例。 第二部分：载荷分析与环境交互作用 船舶结构的可靠性直接取决于对所有可能载荷的精确理解。本书对波浪载荷的分析采用了先进的随机波浪理论模型，如二维和三维频域分析方法，以及时域模拟技术，用以评估极端海况下的瞬时应力集中点。特别地，本书详细介绍了“砰击载荷”（Slamming Load）的详细计算流程，包括船艏砰击、湿表面冲击以及空泡闭合效应，并结合了高频压力传感器数据的实测验证。 除了主要的环境载荷，本书还对次要但至关重要的载荷进行了深入剖析： 1. 系泊与靠泊载荷（Mooring and Berthing Loads）： 考虑了系泊系统（如缆绳张力、系泊墩的动态响应）的非线性影响，以及在强风、大流速条件下的系泊风险管理。 2. 机械载荷与振动分析： 详细探讨了主辅机、螺旋桨空泡引起的周期性振动对船体结构的累积疲劳损伤。引入了模态分析（Modal Analysis）和随机振动理论，用以设计有效的隔振和阻尼措施，确保船员舒适度和结构完整性。 3. 低温与冰载荷： 针对破冰船和极地航行船舶，本书提供了冰区航行中的船体结构设计规范，包括冰压力分布模型、冰层破碎过程的能量吸收机制，以及在极寒温度下船体钢材低温冲击韧性的要求。 第三部分：结构完整性与疲劳寿命预测 结构完整性是船舶安全的核心。本书的核心章节之一集中在疲劳设计和寿命预测上。我们采用的是基于损伤容限（Damage Tolerance）的设计理念，而非单纯的应力限制设计。详细介绍了S-N曲线法、Miner线性累积损伤法则的局限性，并重点阐述了基于断裂力学（Fracture Mechanics）的裂纹扩展速率预测模型（如Paris-Erdogan定律的应用），以及如何利用线性有限元分析结果（如应力强度因子K值）来评估现有缺陷扩展的风险。 对于关键结构区域（如加强筋节点、舯部结构、螺旋桨敞口区域），本书提供了详细的局部结构细节设计指南，强调了疲劳热点（Hot Spots）的识别与优化，包括如何通过改进焊缝几何形状、采用冷作强化技术来提高结构的抗疲劳性能。 第四部分：先进的结构优化与数字化建造 在追求船舶小型化、大型化以及智能化建造的背景下，结构优化成为必然趋势。本书探讨了多目标优化（Multi-Objective Optimization, MOO）在船舶设计中的应用，例如同时优化结构重量、抗沉性、抗疲劳寿命和制造成本。我们展示了如何利用遗传算法（GA）和粒子群优化（PSO）等启发式算法，结合参数化有限元模型，寻找最优的加强肋间距和板厚分布。 在建造阶段，本书关注数字化技术对结构质量的提升： 1. 焊接残余应力控制： 详细分析了焊接过程中产生的残余应力对结构稳定性的负面影响，并介绍了热输入控制、预应力加载以及后焊热处理等技术在大型分段建造中的实际应用效果。 2. 模块化建造与接口管理： 探讨了大型总段、分段建造中，结构接头（尤其是干坞对接接头）的设计公差控制、对接精度要求，以及如何通过高精度三维扫描技术对建造误差进行实时反馈与矫正。 第五部分：特定船型结构挑战与案例研究 本书的后半部分通过具体的工程案例，将理论与实践紧密结合。我们分析了LNG/LPG运输船的双壳结构设计，重点讨论了薄膜式与独立式货罐的围护结构与船体之间的热应力隔离设计。此外，对大型集装箱船的纵向强度设计进行了深入剖析，特别是应对“箱型变形”（Hogging and Sagging）的优化布局，以及在超大型船舶中，如何通过优化结构布置来减少纵向弯矩对船体中段剪力强度的影响。 最后，本书展望了未来船舶结构的发展方向，包括无人船的轻量化结构设计、深潜器耐压壳体的设计与制造挑战，以及如何在船舶全寿命周期内，通过结构健康监测系统（SHM）实现基于状态的维护（Condition-Based Maintenance, CBM），从而最大限度地发挥船体结构的经济效益与安全潜力。 《远航之魂》力求以严谨的学术深度和丰富的工程实例，为读者提供一个全面、前瞻的船舶结构设计知识体系。

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