船舶原理

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出版者:哈尔滨工程大学出版社
作者:刘雪梅
出品人:
页数:233
译者:
出版时间:2005-2
价格:26.00元
装帧:平装
isbn号码:9787810736541
丛书系列:
图书标签:
  • 船舶原理(豆瓣)
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  • 船舶结构
  • 流体力学
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  • 船舶制造
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具体描述

全书共分两部分,第一部分为船舶静力学、研究船舶在不同情况下的浮性、稳性和抗沉性等问题,同时介绍了几种近似计算的方法,以及船舶的下水计算,并附有计算实例;第二部分为船舶动力学,研究船舶的阻力、推进、操纵及摇摆等问题,附有螺旋桨设计图谱,并举例介绍了图谱设计船舶螺旋桨的方法。

本书为高等职业学院船舶制造技术专业教材,也可供有关专业技术人员参考。

本书是根据高等职业院校船舶工程专业“船舶原理”课程的教学大纲编写而成,适于高等职业院校船舶工程专业学生使用,也可供有关专业技术人员参考。

本书以现代高职人才培养目标为出发点,始终围绕高等职业教育的特点,注重教学内容的实用性,具有较强的针对性。在内容的编写上,以“必需和够用”为原则,紧扣大纲,深度、广度适中,体现了理论和实践的结合。全书通俗易懂,实用性强,便于组织教学。

全书共九章。第一章至第六章属于船舶静力学范畴,船舶静力学是船体专业一门经典课程,在船舶设计、建造以及营运中都要运用这些知识,是研究船舶在不同情况下的浮性、稳性和抗沉性等问题。第七章至第九章属于船舶动力学范畴,船舶动力学研究船舶的阻力、推进、操纵及摇摆等问题,动力学部分只对这些内容作一般性的介绍,不系统地、严格地讨论有关定理及推导有关公式,力求从物理意义上给予明确的解释。

好的,这是一份为《船舶原理》之外的某本图书撰写的详细简介,内容聚焦于工程、材料科学与先进制造领域,不提及船舶相关内容。 --- 《结构动力学与振动控制:现代工程系统的分析与设计》 导言:复杂系统的动态本质与设计挑战 在现代工程实践中,从高精度机械设备到大型土木结构,再到航空航天器,所有工程系统都必须在动态载荷下可靠运行。环境因素、工作载荷以及系统自身组件的相互作用,都会引发复杂的振动、冲击和疲劳问题。《结构动力学与振动控制:现代工程系统的分析与设计》正是为了应对这些挑战而编写的权威参考书。本书系统地整合了经典理论与前沿计算方法,旨在为结构工程师、机械设计师以及科研人员提供一个全面、深入理解和有效控制结构动态行为的知识框架。 本书的视角超越了静态承载分析,聚焦于结构在时间和空间上的响应特性——即动力学行为。理解并精确预测结构的固有频率、模态形状、以及在各种激励下的瞬态和稳态响应,是确保结构安全、优化性能和延长使用寿命的关键。 第一部分:基础理论的坚实基石 本书的开篇部分,致力于为读者构建坚实的理论基础。我们从最基础的单自由度(SDOF)和多自由度(MDOF)系统分析入手,详细阐述了牛顿第二定律在连续体系统中的应用,并引入了拉格朗日方程在推导复杂系统运动方程中的强大能力。 1. 连续体的运动方程与离散化技术 本章深入探讨了连续弹性体的运动微分方程,包括线弹性体的波动方程和梁、板、壳的经典壳体理论基础。重点讲解了有限元方法(FEM)在结构动力学中的应用。我们详细剖析了单元选择(如欧拉-伯努利梁单元、Timoshenko梁单元)、一致质量矩阵与集度质量矩阵的构建,以及如何将连续系统转化为具有有限自由度的离散系统。此外,对求解大规模线性代数方程组的效率和稳定性进行了专门的讨论。 2. 模态分析与特征值问题 模态分析是结构动力学分析的核心。本部分详尽阐述了齐次自由振动的求解过程,即特征值问题的数学原理。我们不仅介绍了经典的子空间迭代法和Lanczos方法,还探讨了如何从实验模态测试数据中提取结构动力学特性(如频响函数、阻尼比)。理解模态的物理意义——固有频率和振型——是后续振动控制设计的先决条件。 3. 阻尼理论与能量耗散机制 振动控制的有效性高度依赖于对阻尼的精确建模。本书超越了简单的瑞利阻尼假设,深入分析了材料阻尼(如粘弹性阻尼、内部摩擦)和结构阻尼(如接触阻尼、摩擦阻尼)。讨论了各种阻尼模型(如复模量模型、Kelvin-Voigt模型)在时域和频域中的适用性,并提供了实验辨识阻尼参数的实用指南。 第二部分:响应分析与时域/频域求解 在掌握了系统的动态特性之后,本部分聚焦于如何计算结构在外部激励下的实际响应。 4. 瞬态响应分析(时域求解) 对于冲击、地震或瞬时载荷等问题,瞬态响应分析至关重要。本书详细介绍了数值积分方法,包括中心差分法、Wilson-$ heta$法和Newmark-$eta$法。对这些方法的稳定性和收敛性进行了深入的比较分析,并特别强调了在大规模模型中进行隐式和显式积分方案选择的工程考量。对于非线性问题,我们探讨了残差迭代和修正牛顿法在求解非线性动力学问题中的应用。 5. 稳态响应与谐响应分析(频域求解) 在旋转机械或往复运动设备中,结构常常受到周期性的谐波激励。本章专注于谐响应分析,展示如何将系统运动方程转化为复频域问题。详细讨论了复模态分析、频率响应函数的提取与后处理,以及如何通过频率响应图(Bode图、Nyquist图)来识别共振风险和系统的动态裕度。 6. 随机振动与疲劳寿命评估 现实世界中的载荷往往是随机的(如湍流、地面运动)。本部分引入了随机过程理论,解释了功率谱密度(PSD)函数在描述随机激励中的作用。重点讲解了均方根响应分析和峰值概率估计,并将其与累积损伤理论(如Miner法则)相结合,为结构疲劳寿命的预测提供了一个先进的分析工具。 第三部分:现代振动控制技术 结构动力学的最终目标之一是抑制有害振动,提升系统性能和耐用性。本书的最后一部分聚焦于主动、被动和半主动控制策略的设计与实现。 7. 被动控制技术:隔离与吸收 被动控制是最直接和经济的减振方式。本章详细分析了隔振器的设计原理,包括调谐质量阻尼器(TMD)和附加质量阻尼器(AMD)的设计准则。我们提供了用于最优参数选择的解析方法,并探讨了如何通过增加阻尼材料(如粘弹性层)来有效耗散能量,降低结构的峰值响应。 8. 主动振动控制(AVC) 主动控制利用反馈系统实时改变系统的动态特性。本书详细介绍了控制理论在结构动力学中的应用,包括状态空间表示法、现代控制理论(如LQR设计)以及对压电作动器、磁流变(MR)作动器等先进执行器的建模与集成。讨论了传感器选择、控制器带宽以及实际系统中的延迟对控制效果的影响。 9. 半主动与智能减振系统 半主动控制结合了被动结构的鲁棒性和主动控制的灵活性。本章重点研究了MR阻尼器和可变刚度结构在控制系统中的应用。我们比较了如Skyhook、Groundhook等经典控制算法在半主动系统中的性能,并探讨了基于规则的切换策略和模糊逻辑控制在优化能量消耗与控制效果之间的平衡。 结论与展望 《结构动力学与振动控制:现代工程系统的分析与设计》旨在提供一个从基本微分方程到复杂控制算法的完整学习路径。本书不仅是理论的深度挖掘,更是工程应用的实用指南,配有丰富的案例研究和算例,确保读者能够将所学知识转化为解决实际工程问题的能力。随着材料科学和计算能力的飞速发展,本书也展望了未来如拓扑优化驱动的动态设计、高保真多物理场耦合分析等前沿领域的发展方向。 ---

作者简介

目录信息

绪论第一章 船体形状及近似计算 第一节 主尺度、船型系数和尺度比 第二节 船体型线图 第三节 近似计算 第四节 近似计算的应用 第五节 积分曲线的计算及其特性 第六节 提高计算精确度的方法 习题一第二章 浮性 第一节 浮性概述 第二节 船舶重心位置计算 第三节 船舶排水体积及浮心位置计算 第四节 浮性曲线及其特性 第五节 船舶在纵倾状态下排水体积和浮心位置的计算 第六节 储备浮力及载重标记 第七节 水域密度改变时船舶浮态的变化 习题二第三章 初稳性 第一节 船舶稳性概述 第二节 浮心的移动、稳心及稳心半径 第三节 初稳心公式、稳心高度 第四节 船舶静水力曲线 第五节 载荷移动对船舶浮态及初稳性的影响 第六节 载荷装卸对船舶浮态及初稳性的影响 第七节 自由液面对船舶初稳性的影响 第八节 悬挂载荷对船舶初稳性的影响 第九节 船舶进坞和搁浅对初稳性的影响 第十节 船舶在各种装载下的初稳性和浮态计算 第十一节 船舶倾斜试验 习题三第四章 大倾角稳性 第一节 静稳性曲线 第二节 静稳性曲线的计算 第三节 动稳性 第四节 船舶稳性校核 第五节 船体几何要素对稳性的影响 习题四第五章 抗沉性 第一节 进水舱的分类和渗透率 第二节 舱室进水后船舶浮态及稳性计算 第三节 可浸长度的计算 习题五第六章 船舶下水计算 第一节 纵向下水布置概述 第二节 下水阶段的划分 第三节 下水曲线图 第四节 滑道压力的计算 第五节 下水计算实例 第六节 下水动力学概述 习颢六第七章 船舶阻力 第一节 船舶阻力概述 第二节 流体的粘性与牛顿内摩擦定律 第三节 伯努利方程 第四节 船舶阻力分类 第五节 阻力的相似理论与傅汝德假定 第六节 船舶航行时所遇到的阻力 第七节 船型对阻力的影响 第八节 阻力近似计算 第九节 船舶阻力的三因次换算 第十节 波形测量与尾流测量 第十一节 船舶在限制航道中的阻力 习题七第八章 船舶推进 第一节 推进器的类型 第二节 螺旋桨的几何形状 第三节 螺旋桨的基础理论 第四节 螺旋桨的水动力性能 第五节 螺旋桨与船体间的相互作用 第六节 螺旋桨的空泡现象 第七节 螺旋桨的强度校核 第八节 按图谱设计螺旋桨 第九节 船体—主机—螺旋桨的配合问题 第十节 螺旋桨总图的绘制 习题八第九章 船舶操纵与摇摆 第一节 船舶的操纵性 第二节 舵的作用原理 第三节 舵的水动力特性 第四节 船舶操纵运动方程 第五节 船舶的摇荡运动 第六节 船舶在静水中的摇荡 第七节 船舶在波浪中的摇荡 第八节 减摇装置 习题九附录一 AU型叶切面尺寸表附录二 改进AU型(MAU型)叶切面尺寸表附录三 螺旋桨设计图谱附录四 常用非法定计量单位与法定计量单位换算表参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书的文字组织方式,我必须得说,充满了学者特有的那种严谨到近乎苛刻的风格。每一句话的背后似乎都藏着好几层逻辑推敲,作者在构建论述体系时,采用了非常经典的“层层递进”的结构,但这种结构有时候会让人感觉有些冗长。举个例子,在探讨船体阻力理论的部分,从最初的摩擦阻力到兴波阻力,作者用了接近一百页的篇幅来梳理历史上的各种简化模型和修正系数,引用了大量的早期文献和实验数据,其详实程度令人赞叹。然而,当我真正想了解当前主流的CFD(计算流体力学)软件是如何处理这些复杂边界条件时,书中提供的软件操作指导和实际案例分析少得可怜,更多的是对理论公式的数学证明。我翻遍了目录和索引,关于船舶设计软件如Maxsurf或者Navisworks的应用教程几乎没有涉及,这让我这个更偏向实践操作的人感到有点失落。这本书的价值无疑在于其深厚的理论基石,它让你明白“为什么”会这样,但对于“如何做”的具体工程实现指导,则显得相对薄弱。我更希望看到一些现代造船流程中的痛点分析,例如数字化建造或者模块化设计中的挑战,但这本书仿佛定格在了上个世纪末的工程规范中,虽然基础扎实,但缺乏面向未来的视野。

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老实说,这本书的参考文献列表简直是一部小型图书馆目录,引用了大量的德语、俄语和早期英语的经典著作,这无疑体现了作者深厚的学术功底和严谨的考据精神。然而,这种对历史文献的过度依赖,使得全书在讨论现代高科技应用时显得力不从心。比如,在提到先进的耐波性设计方法时,它更多地引用了上世纪七八十年代的经验公式和线性波浪理论的结论,而对于近十五年来兴起的基于实时传感器反馈的自适应压载水系统、或者利用AI进行动态吃水优化的前瞻性研究,书中几乎没有提及。我拿着这本书去和一位资深的船厂工程师交流时,对方坦言,书本里的很多“最优解”在实际生产线上早已被更高效、更经济的流程所取代。因此,这本书更适合作为梳理和理解船舶工程基本原理的“教科书”,而非指导当代工程实践的“手册”。它提供的是一个坚实的理论框架,但缺乏连接这个框架与当下工业4.0时代的桥梁。如果能增加一个“现代工程案例分析”的附录,对比传统方法与新兴技术在实际项目中的应用差异,这本书的实用价值将大大提升。

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这本书的语言风格极其学术化,充满了大量的专业术语和拉丁文词汇的缩写,如果不是专业背景出身,光是理解词汇本身就要花费大量时间。作者的行文节奏把握得比较慢,每一个概念都力求阐述得面面俱到,这从积极方面看是严谨,从消极方面看则是拖沓。我注意到,书中有一部分内容是关于船舶内部空间布局与人员效能的研究,这部分本应很有趣,涉及到人体工程学和环境心理学,但作者最终还是将其归结为了刚性的尺寸限制和安全规范的罗列,未能充分展现出人与船之间交互的动态美感。我本来很期待这本书能提供一些关于船员生活质量提升的设计思路,比如舱室自然采光优化、噪声和振动控制的最新技术应用,但这些“软性”要素在全书的篇幅中占比极低。它更像是一份关于“如何确保船能浮起来、能安全航行”的硬性指南,对于“如何让船上的人工作得更舒适、更高效”的现代管理和设计理念,这本书似乎显得有些滞后了。它教会了我如何计算吃水和稳性裕度,但没有告诉我如何设计一个符合未来工作需求的船员生活区。

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这本书的封面设计得非常大气,那种深邃的蓝色调让人联想到浩瀚无垠的大海,很有视觉冲击力。我原本是抱着接触一些船舶设计基础知识的想法翻开它的,毕竟我对海事领域一直很感兴趣,但说实话,读完前几章我发现它似乎更偏向于理论性的探讨,内容涵盖了流体力学在船舶上的应用,还有材料科学在新船体结构上的集成。比如,它花了大量篇幅去解释不同类型钢材在不同海水腐蚀环境下的表现,以及如何通过优化焊接工艺来保证船体结构的长期可靠性。对于初学者来说,这些内容可能稍显晦涩,需要一定的物理和化学背景才能完全跟上作者的思路。书中对一些经典船舶力学模型的推导过程相当严谨,图示虽然不少,但大多是示意性的,缺少更直观的工程实例来辅助理解。我特别注意到其中关于波浪运动对船舶稳性影响的章节,作者引入了复杂的微分方程来描述动态过程,这无疑提升了本书的学术深度,但同时也把阅读门槛拉高了不少。整体而言,它更像是一本面向专业院校高年级学生或研究人员的参考书,而非一本轻松入门的科普读物。我期待能看到更多关于现代船舶智能控制系统或者新能源船舶技术的讨论,但在这本书里,这些前沿话题似乎只是被轻描淡写地提及了一下,并未深入展开。

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阅读体验上,这本书的排版和纸质质量都属于上乘,印刷清晰,图表对齐准确,这对于需要频繁查阅公式和图示的专业书籍来说至关重要。我特别欣赏它在章节末尾设置的“思考题”部分,这些问题往往不是简单的知识点回忆,而是需要结合前文内容进行综合分析和计算的开放式难题。不过,我发现书中对一些关键术语的定义,特别是那些横跨不同工程学科的交叉概念,解释得略显含糊,可能需要读者自行去查阅其他领域的专业书籍来补全。比如,关于“结构冗余度”的讨论,它给出的工程经验值似乎与我在其他结构设计规范中看到的数据有所出入,书中没有提供详细的验证过程或适用场景说明,这使得我在引用这些数值时心存疑虑。而且,这本书的章节划分逻辑似乎更贴合传统学科分类,而非现代船舶工程的集成化流程。例如,管路系统和电气系统的设计内容被分散放在了不同的、相对独立的小章节里,读起来不像一个有机整体,而是几本不同专业教科书的碎片化拼凑。如果能有一个贯穿全书的主题项目——比如围绕一艘特定型号的集装箱船进行全生命周期的设计剖析,阅读体验可能会更加连贯和引人入胜。

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