《船舶与海洋工程结构力1》课程教学大纲

《船舶与海洋工程结构力学Ⅱ》教学大纲一、课程基本信息课程名称船舶与海洋工程结构力学ⅡStructuralMechanicsofNavalArchitectureandOceanEngineeringII课程编码SPE220712200开课院部石油工程学院课程团队船舶与海洋工程结构力学教学团队学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时0适用专业船舶与海洋工程授课语言中文先修课程高等数学（2-1）、高等数学（2-2）、理论力学、材料力学、船舶与海洋工程结构力学Ⅰ课程简介（必修）本课程在《船舶与海洋工程结构力学Ⅰ》的基础上，进一步介绍船舶结构稳定性方面的知识以及结构动力学方面的理论和方法，具体内容包括薄板的弯曲理论，杆和板的稳定性，单自由度系统、多自由度系统振动等。课程旨在是通过各个教学环节，使学生掌握薄板的筒形弯曲理论、理解结构失稳的概念，掌握单自由度系统固有频率的计算方法；了解单自由度系统的无阻尼、有阻尼强迫振动；掌握建立多自由度振动系统的运动微分方程的方法；掌握多自由度系统无阻尼自由振动计算方法；理解主模态近似计算的原理和方法；理解杆、梁和板的微幅振动。通过该课程的学习，使学生更加深入地掌握船舶结构力学，特别是结构动力学的基本概念和基本理论，并熟悉和掌握现代的分析和解决船体结构问题的方法。培养学生踏实肯干、求真务实的工作作风。<StructuralMechanicsofNavalandArchitecturalEngineeringⅡ>,followingthe<StructuralMechanicsofNavalandArchitecturalEngineeringⅠ>,focusonthebasictheoryandmethodsofthestabilityoftheshipstructureandthestructuraldynamicsoftheshipandoceanengineering.Thecontentsofthiscourseincludetheblendtheoryofthinplate,thestabilityofrodandplate,thevibrationofone-degree-of-freedomsystemsandmulti-degree-of-freedomsystems,etal.Byconductingtheteachingprocedures,thestudentsareexpectedtobedevelopedinthefollowingpoints:tomasterthecylindricalbendingofsheet,tounderstandtheconceptofstructuralinstability,tograspthemethodofcalculatingnaturalfrequencyofthesingledegreeoffreedomsystem,toknowtheforcedvibrationofsingledegreeoffreedomsystemwithorwithoutdampingforce,tograspthemethodofbuildingthedifferentialequationofmotionofmultidegreeoffreedomvibrationsystem,tograspthemethodofcalculatingundampedandfreevibrationofthemultidegreeoffreedomsystem,tounderstandtheprincipleandmethodofthemainmodalapproximatecalculationandtounderstandtheslightvibrationofrod,beamandplate.Thestudyobjectiveistomasterthebasicconceptandtheoryofthevibrationofshipandoffshorestructures,andtomasterthemodernmethodsforanalyzingandsolvingtheproblemsofshipvibrationforthestudents,andtotrainstudentstoworkhard,berealisticandpragmatic.二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：了解船舶与海洋工程结构中板弯曲及结构稳定性的相关理论及研究方法。是2.12M2目标2：掌握结构动力学的基本理论与方法，培育船舶结构强度分析和结构设计的能力。是4.13M3目标3：探究影响结构安全的因素，并能对其进行合理优化。是5.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1ch1薄板的弯曲理论薄板的筒形弯曲理论，薄板的弯曲微分方程及其解/////21.1薄板的筒形弯曲薄板的筒形弯曲，板条梁的概念M11讲授1作业31.2薄板的弯曲微分方程式单三角基数、双三角基数求解刚性板的弯曲问题M12讲授2作业41.3薄板弯曲问题的解法板的分类及刚性板、柔性板的计算M31讲授1作业5ch2杆与板的稳定性结构失稳的概念，单跨压杆的稳定性及其解法/////62.1单跨压杆的稳定性；多跨压杆的稳定性单跨压杆解析法，能量法，非弹性稳定性，多跨压杆稳定性M12讲授2作业72.2甲板板架的稳定性板架(中间弹性支座)稳定性临界刚度M12讲授2作业82.3板的中性平衡微分方程式及其解；板稳定性的能量法板的稳定性的计算(解析法、能量法）M32讲授2作业9ch3单自由度系统的振动/////103.1无阻尼自由振动系统运动自由度的概念，单自由度运动方程及方程的解，无阻尼自由振动的特性M21讲授1作业113.2固有频率的计算方法解析法、静伸长法、能量法M21讲授1作业123.3粘性阻尼系统的自由振动粘性阻尼、粘性阻尼系统的运动M21讲授1作业133.4粘性阻尼系统对简谐激励的响应运动方程式及方程的解，稳态强迫振动响应的特点M21讲授1作业143.5周期激励下系统的响应M21讲授1作业153.6任意激励载荷下单自由度系统的响应任意激励载荷、单位能量作用下的系统响应M31讲授1作业16ch4多自由度系统的振动多自由度振动系统运动微分方程的建立，多自由度系统的自由振动/////174.1运动微分方程的建立牛顿-达朗贝尔原理、拉格朗日方程M22讲授2作业184.2多自由度系统的自由振动两自由度系统的自由振动、多自由度系统的固有频率和固有振型、固有振型的正交性、固有振型的正则性M22讲授2作业194.3主模态近似计算的原理和方法瑞利法、瑞利-里兹法M22讲授2作业204.4多自由度系统的强迫振动阻尼的表达与处理、系统对任意激励的响应、系统都正弦激励的响应M22讲授2作业21ch5杆、梁、板的微幅振动梁的横向强迫振动、薄板的横向振动/////225.1杆的纵向振动和扭转振动杆的纵向振动、杆的扭转振动M21讲授1作业235.2直梁的横向自由振动运动方程式、固有频率和固有振型、固有振型的性质M21讲授1作业245.3直梁的横向强迫振动无阻尼强迫振动、有阻尼强迫振动M22讲授2作业255.4弹性基础、轴向力及剪切和剖面转动对梁固有频率的影响弹性基础和轴向力的影响、剪切和剖面转动的影响M31讲授1作业265.5薄板的横向振动微分方程和边界条件、固有振型和固有频率M22讲授2作业275.6弹性系统振动分析的能量法瑞利-里兹法求固有频率、瑞利-里兹法求响应M21讲授1作业四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1、每次课后布置2~3道题目。2、成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3、考核学生对结构力学基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力题型主要有作图、分析和计算题。25%2小测试1、针对授课内容，中间进行两次小测试。2、考核学生对结构力学原理理解和计算的能力25%3期末考试1、闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2、主要考核学生对结构受力系统基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有简答题、分析题、计算题等。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1平时作业25%[A,B,C,D,E]=[90-100,75-89,60-74,0-59]A:独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B:独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确C:独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确D:作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱2M1小测试25%[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-593M1期末考试50%[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-594M2平时作业25%[A,B,C,D,E]=[90-100,75-89,60-74,0-59]A:独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B:独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确C:独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确D:作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱5M2小测试25%[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-596M2期末考试50%[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-597M3平时作业50% [A,B,C,D,E]=[90-100,75-89,60-74,0-59]A:独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B:独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确C:独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确D:作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱8M3小测试50%[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79