一、课程基本情况
开课单位:船舶与海洋工程学院
课程编号:
英文名称:Ship Structural Mechanics
面向对象:船舶与海洋工程、船舶与海洋工程(卓越)
先修课程:《理论力学》、《材料力学》、《船体结构》、《线性代数》
后续课程:《船舶结构强度》、《船舶结构设计方法》
课程性质: 必修
所属课程模块和课程系列: 专业基础类课程
课程内容:
第一章 绪论 (2学时。含讲授2学时)
(一)教学内容
1、船舶结构力学的内容、任务与研究方法以及船舶结构力学的发展
2、船体结构力学模型的简化
(二)基本要求
1、了解船舶结构力学的内容、任务与研究方法以及船舶结构力学的发展;
2、掌握船体结构力学模型的建立。
第二章 单跨梁的弯曲理论 (10学时。含讲授8学时,习题、总结2学时)
(一)教学内容
1、梁的弯曲微分方程及其解(初参数法);梁的支座及边界条件;
2、梁的弯曲要素计算(解析法、迭加法);梁的内力计算;
3、剪切对梁弯曲变形的影响;梁的复杂弯曲及弹性基础梁。
(二)基本要求
1、掌握:符号法则,边界条件,初参数法,迭加法画弯矩图,复杂弯曲梁及弹性基础梁的解题思路,辅助函数查表法。
2、了解剪切、轴力、弹性地基对梁弯曲的影响。
第三章 杆件扭转理论 (4学时。含讲授4学时)
(一)教学内容
1、直杆的扭转:圆断面杆的自由扭转、非圆断面的自由扭转;
2、薄壁杆件的自由扭转:开口薄壁杆件的自由扭转、闭口薄壁杆件的自由扭转。
(二)基本要求
1、掌握杆件自由扭转
2、了解薄壁杆件的自由扭转。
第四章 力法 (10学时。含讲授8学时,习题、总结2学时)
(一)教学内容
1、力法原理及三弯矩方程;
2、力法的应用(连续梁、简单刚架、板架)、弹性固定端和弹性支座的实际概念;
3、弹性支座上连续梁的计算(五弯矩方程);
4、一根交叉构件板架计算。
(二)基本要求
1、掌握力法原理及三弯矩方程;
2、掌握弹性支座上连续梁的计算、一根交叉构件板架计算;
3、基本掌握弹性固定端和弹性支座的实际概念;
4、了解多根交叉构件板架计算(自学)。
第五章 位移法 (6学时。含讲授4学时,习题、总结2学时)
(一)教学内容
1、位移法原理;
2、位移法在杆系中的应用。
(二)基本要求
1、掌握位移法原理;
2、掌握位移法在杆系中的应用;
3、了解弯矩分配法(自学);
第六章 能量法 (8学时。含讲授6学时,习题、总结2学时)
(一)教学内容
1、应变能与余能;杆件的应变能计算;虚功原理;
2、虚位移原理的应用;位能驻值原理的近似解法;
3、虚力原理的应用。
(二)基本要求
1、掌握位能驻值原理(李兹法)、应力能(卡氏定理)原理、最小功原理;掌握位移法在杆系中的应用;
2、理解能量法其他相关原理
2、了解应变能原理、单位位移法、余位能驻值原理、单位载荷法。
第七章 矩形板的弯曲理论 (8学时。含讲授6学时,习题、总结2学时)
(一)教学内容
板的筒形弯曲;
刚性板的弯曲微分方程式;刚性板弯曲的解;
刚性板的能量解法。
(二)基本要求
1、理解矩形板的筒形弯曲,板条梁的概念;
2、了解单三角基数、双三角基数求解刚性板的弯曲问题;查表法求解板的弯曲问题;
3、掌握板的分类及刚性板、柔性板的计算(外加中面力柔性板、大挠度柔性板);
4、基本掌握板的能量解法。
第八章 杆与板的稳定性问题 (12学时。含讲授10学时,习题、总结2学时)
(一)教学内容
1、单跨压杆的稳定性;多跨压杆的稳定性;
2、甲板板架的稳定性;
3、板的中性平衡微分方程式及其解;板稳定性的能量法;
4、板的后屈曲性能(自学)。
(二)基本要求
1、掌握单跨压杆的稳定性;多跨压杆的稳定性;简单甲板板架的稳定性;
2、理解掌握板的中性平衡微分方程及其解;板的稳定性能量解法;
3、了解板的后屈曲性能。
二、课程定位与目标
《船舶结构力学》是船舶与海洋工程专业的学科基础课,它在《材料力学》的基础上,讲述结构力学的基本理论,船体结构强度与稳定性的基本概念及船体结构(杆、杆系、平板等)的计算方法。通过本课程的学习,要求学生具备船体结构(杆件、板)强度与稳定性问题的分析能力和计算能力,为后续课程学习以及有关的工程技术工作和科学研究工作打下基础,本课程理论严谨,对提高学生的分析问题解决问题能力有着重要的作用。
本课程在人才培养目标达成矩阵中应获得以下知识和能力,在下列表格中用打勾 √表示
本科毕业生 应掌握的知识 | 本科毕业生 应具备的能力 | 本科毕业生 应养成的素质 | ||||||||||
工具性知识 | 人文社会科学知识 | 自然科学知识 | 工程技术知识 | 专业知识 | 获取知识能力 | 应用知识能力 | 创新创业能力 | 思想道德素质 | 文化素质 | 专业素质 | 身心素质 | |
√ | | | √ | √ | √ | √ | √ | | | √ | | |
三、课程实施
1、课时安排
总课时 | 理论教学课时 | 实践教学学时 |
64 | 64 | 0 |
2、教学过程
教学组织形式:
采用班级授课,具体为课堂讲授 + 习题课讨论。
教学方法与手段:
传统课堂教学与计算机多媒体课件辅助相结合。
精讲多练,要保证习题、练习的数量和质量。
夯实基础,注重分析问题、解决问题的能力以及自学能力的培养,增强学生的工程理念。
3、学业考核与评定:包含平时成绩和期末成绩的考核方法、成绩的评定方法等。
平时成绩:主要由平时作业、课堂考勤组成。考勤占平时成绩的10%,平时作业占平时成绩的90%,作业成绩采用每周作业的平均分计分。
期末成绩:闭卷笔试形式
成绩的评定方法:期末成绩占总成绩的70%,平时占总成绩的30%,总成绩达60分者能取得本课程的学分。
4、教学质量评价与改进
本课程的教学对人才培养目标中能力与素质的达成的完成情况如表所示。
目标 | 达成 | 尚需努力 |
工程技术知识 | 船体结构设计与校核的基本理论和计算方法。 | / |
专业知识 | 结构力学的基本理论,船体结构强度与稳定性的基本概念及船体结构(杆、杆系、平板等)的计算方法。 | 利用少量时间给学生介绍船舶结构力学研究领域的最新进展。 |
获取知识能力 | 掌握课堂的讲授内容,课外自主学习、研讨交流。 | 学生的自主学习有待进一步提高,课堂讨论学生的参与度偏低。 |
应用知识能力 | 能够应用课程中所学到的力法、位移法和能量法等计算船体结构的响应(应力和变形)。 | 实际船体结构抽象成力学模型的能力尚需加强。 |
专业素质 | 船体结构(杆件、板)强度与稳定性问题的分析能力和计算能力。 | 培养学生的工程校核能力。 |
创新创业能力 | 利用结构力学的基本理论和计算方法开展船体结构的设计能力。 | 培养学生的工程设计能力。 |
教学改进措施有:
①进一步提高教师自身的教学水平,使学生积极参与教学活动,活跃课堂气氛;
②由于课程作业较多,学生存在作业抄袭的现象,加强学生思想教育、鼓励学生相互帮助并充分利用教师的课外答疑时间;
③学生对新知识的渴望不够强烈,任课教师和班主任辅导员共同努力,提高学生的学习主动性。