1. 现代造船技术课程报告培养德、智、体全面发展,具备坚实的基础理论知识和专业知识、获得现场工程师基本训练,具备现代造船模式要求的本专业领域实际工作所需的基本能力和专业技能;能胜任船舶舱室内装生产设计,管路生产设计,船舶舾装设备选用,船舶涂装检验的高等应用性、复合型工程技术人才。 主干课程:工程力学、船体结构与制图、船舶与海洋工程材料、船舶原理、船舶管系与安装工艺、船舶舱室内舾装设计、船舶制造基础、船舶CAD/CAM、专业英语、造船生产设计、船舶机电设备与安装工艺、船舶动力装置、船舶涂装与防腐。实践教学 船舶原理课程设计、船舶舱室内舾装课程设计、CAD考证、计算机考证训练、船体制图实训、焊工实训、管系放样实训、船舶CAD/CAM实训、毕业实习与毕业设计。 主要面向大中型造修船企业和船舶设计、船舶检验单位,从事船舶外装、船舶内装、船舶管装、船舶涂装等船舶舾装工程领域的技术工作与管理工作。 2. 现代造船技术课程报告总结简单点就是说造船壳子,有关船壳子的绘图,识图放样等等。 我就是这个专业,以后就业还不错,工资挺高,就是辛苦点。这有具体的你看看: 船舶工程技术,也就是船体! 主干课程:工程力学、机械设计基础、电工学与工业电子学、船舶焊接、船体结构与制图、船舶原理、造船材料与涂装技术、船舶设计原理、船体建造工艺、船舶舾装工程、造船生产设计、造船CAD/CAM、专业英语。适应的岗位群:毕业生具备造船生产设计、生产组织与管理能力。主要从事船舶建造师、船舶监造师、船体计调员、设计员、技术员、检验员及计算机放样员等工作。 3. 现代造船工艺的内容不是。 造船工艺上最先使用铁钉代替木钉和竹钉连接,并采用油灰捻缝技术,这就极大地提高了船舶的结枃强度。因此有可能建造比当时外国战船大得多的木帆船。从长沙出土的西汉木船模上,可以看到在舷板或其他部件之间的连接位置上,有模拟的钉孔,为我们提供了实证。那就是从战国时用铁箍连接船板工艺已发展到汉代用铁钉连接工艺。 《太平御览》上记载的,汉武帝在长安所造的能载千人的豫章大船;《后汉书公孙述传》记载的“又造十层赤楼帛兰船”;以及活跃在“海上丝瓷之路”上的航海巨舶,在当时世界上堪称一雄了。而当时西方造船技术仍然使用皮条和绳素捆扎的落后连接工艺。 4. 现代造船技术课程报告书牛皮船是用木材和牛皮做的一种船。 牛皮船特点 牛皮船一般船身长3米多,高1米、宽2米左右,一只船至少要用两张牛皮缝制,每船可载10人左右,适合于西藏河流的特点,它吃水浅,牛皮入水,一经泡浸,便发软,有弹性,对水中暗礁等物耐撞击、磨擦,牛皮船轻便灵活(重量只有30~40公斤),船工可随时搬来搬去,船随人行,遇水撑舟、上路背在肩上,十分方便。 扩展资料 发展历史: 中国是世界上最早制造出独木舟的国家之一,并利用独木舟和桨渡海。独牛皮船就是把原木凿空,人坐在上面的最简单的船,是由筏演变而来的。虽然这种进化过程极其缓慢,但在船舶技术发展史上,却迈出了重要的一步。独木舟需要较先进的生产工具,依据一定的工艺过程来制造,制造技术比筏要难的多、其本身的技术也比筏先进得多,它已经具备了船的雏形。 在中国,商代已造出有舱的木板船,汉代的造船技术更为进步,船上除桨外,还有锚、舵。 唐代,李皋发明了利用车轮代替橹、桨划行的车船、桨划行的车船。 宋代,船普遍使用罗盘针(指南针),并有了避免触礁沉没的隔水舱。同时,还出现了10桅10帆的大型船舶。15世纪,中国的帆船已成为世界上最大、最牢固、适航性最优越的船舶。中国古代航海造船技术的进步,在国际上处于领先地位。 18世纪,欧洲出现了蒸汽船。19世纪初,欧洲又出现了铁船。19世纪中叶,船开始向大型化、现代化发展。 拓展阅读 相关传说: 相传,东方国的女官高霸,其地位相当于宰相。黎明乘牛皮船从格尔丹寺沿河而下,风驰电掣,历危滩万道,到达噶延时,正值太阳初升,向女王报告一路考察情况,女王赞赏高霸行动快捷,并发布命令,多选牛皮船,充备军用。牛皮船成为女王十分宠爱的交通工具。在随后的千百年里,东女国的后裔就是依靠这种制作巧妙的牛皮船往来与大金川两岸。如今在金川江面上,随处都可以看到人们乘坐牛皮船悠闲撒网捕鱼的情景。牛皮船成为漂流探险者们漂流大金川的首选工具。 5. 船舶建造工艺课程设计答:建造跟修造的区别有以下:释义不同: 建造:施工(多用于土木工程)。 修造:1、修理并制造。2、建造。 区别二.用法不同: 建造:修建是建造新的。 修造:是在老的基础上进行改造。 例如:建造的场景:用水泥,教材,沙子,等建造高楼。修造的场景:对一艘旧船进行修造改进。 6. 现代先进造船技术应用现状及发展趋势互联网+”已深入社会各领域,有“综合工业之冠”的船舶业在物联网、大数据、云计算等技术的影响下,传统基础设施和创新要素日益变化,行业生态体系和发展模式遭遇严重挑战。在“互联网+”影响下,船舶业呈十大发展趋势。 船舶生态体系加速重构 能给船舶业带来革命性变化的技术已经到来,并趋向成熟,这就是信息化时代互联网下的物联网、大数据和云计算技术。其所引发的不仅仅是生产力的指数级提升,更是生产关系的颠覆,正重新构建、擘画人类生产方式变革和生活方式调整发展新蓝图。航运、造船、配套及相关技术、生产等资源的优化配置和发展方式的转变,催生的智能化技术装备、协同化创新体系、柔性化生产方式、集约化资源利用、精准化管理模式不断重塑新时期船舶业竞争新优势,对传统行业生态体系新格局进行颠覆,加之通过生态系统的有效性和用户黏性,逐步建立包含供应商、销售商、客户、竞争对手和科研机构以及政府单位等相关经济协助发展船舶业联合体,越来越多地表现为产业生态系统的竞争,传统行业的互联网化已成为未来船舶业的一张“生死牌”。 管理模式网络量子化 信息化时代,传统行业从单一部件、单机设备、单一环节、单一场景的局部小系统不断向整体大系统、全局巨系统演进,从部门级到企业级、产业链级乃至产业生态级不断演进,并形成相互作用的复杂网络,突破地域、组织、机制界限,通过对大规模信息技术数据应用,实现人、财、物资源和要素的高效整合,有计划按比例地提供强有力的革命性手段进行社会经济运行调节,对传统的管理思想和模式产生颠覆式改变。在目前经济低迷和船舶企业纷纷进行资源优化整合之际,精益管理综合作用凸显,成为推动船舶企业发展不可或缺的管理理念。借助信息化手段改造企业内部每一个流程,将科层制管理模式转为网络式管理模式,构建精简高效的扁平化组织结构,改造企业客户间关系,充分发挥员工的积极性和主动性,挖掘潜在智慧,“互联网+”式网络量子化管理成为企业新的生产力。 大数据成战略核心力量 数据,已经渗透到当今每一个行业和业务领域,成为重要的生产因素,一个大规模生产、分享和应用数据的时代正在开启,对数据的挖掘已成为企业竞争力的重要来源,而云计算则是开启大数据应用新领域的“金钥匙”。作为“综合工业之冠”的船舶业,是劳动、资金、技术密集型产业,涵盖航运、造船、船舶配套以及相关服务等产业链,并涉及机电、钢铁、化工、航运、海洋资源勘采等上下游产业,庞大的人群和应用市场,复杂性高,充满变化,使得船舶业当之无愧成为最复杂的大数据行业。船舶业却是个数据应用贫乏的行业,未来的船舶企业必须学会如何处理及如何使用数据。解决由大规模数据引发的问题,探索以大数据为基础的解决方案,将成为船舶业转型升级、效率提高的重要手段,大数据将成为未来船舶企业的战略核心力量。 万物互联平台模糊产业边界 近年来,互联网不断推动着各行业生态的改变,制造业更是经历前所未有的转变,国家战略上的纷纷布局:美国的“工业互联网”和中国的“两化融合”,国际巨头更是加快构建工业云和智能服务平台,加快全球战略资源的整合步伐,抢占规则制定权、标准话语权、生态主导权和竞争制高点,通过丰富开发工具、开发应用接口、共享数据资源、建设开发社区,构建以自己为中心的星状网络数据处理平台,以形成赢者通吃的市场局面。 智慧航运突破传统航运思维 信息化技术的应用、船舶技术的创新将引发航运管理变革和服务进步。基于互联网、大数据、云服务等技术手段,整合船舶的设计、生产、制造、使用、维护、售后、物流各个环节,在运营公司、设计建造商及设备商等之间建立起更全面的生产关系。将智能系统在船舶设计建造阶段就纳入后期航运运营考虑,引入大数据挖据技术,提高航运服务的标准化和信息化程度,提供更稳定、更易维护、更具弹性的在线订舱服务。运营过程中清晰规划运输船舶航程和航站,推进航运思维、理念及商业模式的“智慧”化。 智能船舶成必争之地 过去船舶更多侧重于船舶基本功能的实现,未来的船舶将在互联网技术下,会更加关注设备的智能化、系统的智能化甚至整体船舶运营的智能化,智能船舶将会应运而生。智能船舶的发展要充分利用现有条件,从环境、能源、材料、空间、电子、机械、导航、物联网、大数据、云计算等多个领域建立实体和虚拟设施,实现操纵系统、航行系统、设备技术、节能技术甚至生产系统等的智能化,逐步形成能自感知、自评估、自预测、自组织、自重构于一体的船舶,实现信息与实体智能耦合全过程。DNV GL集团2014年曾发布一份名为《未来航运业》的报告,提出智能船舶这一新概念。2015年中国政府发布的《中国制造2025》明确将智能船舶作为重点发展的领域。可见未来智能船舶将决定各国船舶工业在船舶市场的地位,成为各大造船国家现今进行的必争之地也就理所当然了。 智能制造发展趋势势不可挡 大数据背景下,智能制造已成为船舶制造与航运领域发展的趋势,“互联网+”促使船舶企业借助物联网、大数据、人工智能取代封闭的生产制造系统,提高制造系统柔性化、自动化和智能化水平,通过信息物理融合系统,用IT把设计源头与工厂的各个末端连接起来,实现人、产品、设备完全交互,牵引着传统工业发生革命性的演变。搭建设计、生产、采购等业务“一体化”智能生产流程设施,建立智能化的生产系统和车间物流系统,使智能化设备机器代替人工操作的机器,通过云技术把所有生产资源都连接起来,使目前的半自动化、全自动化生产系统向智能化生产系统转变,实现船舶的定制化与规模化、个性化与普适化、虚拟与实体、微观与宏观、当前与未来的结合。 科创模式及资源要素全球化 在“一带一路”战略规划下,中国船舶业要实现转型升级,必须爬全球价值链高端的这个“坡”,过核心技术这道“坎”。基于此,船舶企业纷纷联合政府机构、科研院所和高校等单位,建立国家级高新技术船舶实验室,搭建“官、产、学、研、用、检”全产业链良性循环、可持续发展的生态体系。越来越多的科技型企业更是打破传统的内部研发模式,跨越组织边界,开始更多地利用和整合外部的社会力量来进行创新。 技术产业化成发展新方向 伴随国家制造业的转型升级,船舶业必将迎来跨越式的发展,在物联网等信息技术的支撑下,为满足未来客户大批量个性化需求,企业设计纷纷转型改制,基于互联网进行全球资源优化整合、科技创新发展和设计模式转变,从封闭型的单纯向企业提供设计向工程技术总承包的开放式模式转变。工程技术公司更是通过全产业链、全生命周期的工程EPC能力和国际市场拓展能力运营模式,围绕集约航运、绿色航运、安全航运、智能航运主题,进行新船型开发、船舶性能优化、航运安全、航运效率、节能减排、航运信息化等学术前沿和关键问题研究,为客户提供技术咨询服务,输出设计技术,转让设计方案、技术标准、专利技术及科技成果,抢占市场订单赢得市场份额,提升船舶国际市场的竞争力。 产融结合重建行业竞争格局 在“互联网+”形势下,针对巨大的船舶业全产业化规模和特色的个性化发展需求服务推出明显不足,引导社会资本和商业银行创新面向船舶业构建一种高效快速匹配资源的产融结合经营模式,金融直接投资产业,股权收益补偿,形成合理的收益分享、风险共担机制,愈来愈受到资本和产业的关注和追捧。随着市场发展趋势,船舶业也在实施产业科技和金融融合战略,联合系统内投资企业就某一产业进行研究,评估并实施解决方案利用上海船研所技术优势,借助上市公司资金投入,将重组客户、供应商、销售商以及企业内部组织的关系,重构生产体系中信息流、产品流、资金流的运行模式,重建新的产业价值链和竞争格局。 7. 现代造船技术概论1、西北工业大学 西北工业大学位于我国的历史名城—西安,一直以来都收到了国家的长期重点建设。学校的学习氛围很好,在这里读书,班上的很多人都会一起学习,相互帮助。在学校里,老师还会经常带着学生做科研,让他们更好地掌握专业知识,每年学校也会让学生们亲自去社会体验一下,也让他们可以多一点见识,学校也在极力的把学生们往工程师上培养,给他们最好的机会。 西工大的造飞机全国闻名,专门从事航空航天以及造船技术的研究,该学校在国内的军事科技研究排名也很是靠前。这有很多人在航空航天上都做出了贡献,也有一些人在领航中国航空航天的发展。这里的学生毕业后,很多学生毕业后选择扎根在西北和祖国国防最需要他们的地方默默地贡献。 2、北京航空航天大学 北京航空航天大学位于我国首都,是中国顶尖的航空航天大学。学校的校园非常的大,保证你在大学四年也有没看够的新鲜感。校风很好,学术范围比较浓厚,上课的老师也是很强的,能够针对学生的弱点和不足从而进行更好的教学,也会竭力的帮助学生克服身边的难题。这里的图书馆虽然非常的大,可这里天天都是满人,有时还需要抢位置。 在这里你还可以学到几门未来可以谈资的课程,航空航天概论、模拟驾驶飞机等等,但是在学习的同时,还需要学生们非常的努力。 学校航天方面的专业非常强劲,每年都会为国家培养很多的航天人才,它们在科研方面做的很好,还有很多供给学生们实验的地方,致力为学生们提供一个更好的平台。要知道学校在国内的军事科技研究生可是很靠前的。 3、哈尔滨工程大学 哈尔滨工程大学坐落在东北重镇哈尔滨,这里的交通十分方便,地铁线也修建完成,让更多出去玩的人更方便一点,距离哈尔滨的景区也是非常近的。学校的风景很漂亮,不管是春夏秋冬,景色都是非常的美丽。学习氛围真的是非常非常好,大家都想在这里证明自己,想争第一,于是很多人都会埋头苦读,他们知道唯有好好学习才能够得到学校的认可,也能够得到保研的资格。 哈尔滨工程大学最强的专业是三海一核,也是核心竞争力,这四个专业在国内都处于领先地位,尤其是船舶与海洋工程,对外口径通通是全国的前列。学校继承了军工留下来的地皮,学校的军工力量是非常强劲的。 4、哈尔滨工业大学 哈尔滨工业大学是国内工科的顶尖高校,全世界仅有的拥有设计、建造和发射卫星的十所学校之一。哈工大的食堂以物美价廉闻名全市,食堂的菜也是非常美味的,现在很多食堂的菜都涨了,但是这里依旧保持着较低的价位,让更多学生更加满意。这里的学风确实好,自习室都是非常的拥挤,毕竟学习的人非常的多,也是为了自己更好。 哈尔滨工业大学的历史底蕴非常雄厚,由于东北是老工业基地,学校对于工业基地的建设也是非常重要的。对中国的军事建设也起到了很重要的地位,这里每年都会培养出军事人才,要知道哈工大的军事科技研究可是排名全国第一的,军事研究真的非常强。 8. 现代造船工程论文结构工程是人类文明的脊梁。人类最早的结构大概是利用天然条件的巢居和穴居,后来发展为自己凿户建房而住。我国早在三千年之前的《周礼》这部书的《考工记》中就已经记载了各种建筑的形制。到了汉代在王延寿的《鲁灵光殿赋》中说:“于是详察其栋宇,观其结构。”出现了结构的专名词。 随着人类文明的发展,人类所建造的结构种类愈来愈多,愈来愈复杂。继房屋结构之后,又出现了道桥、车船、水利、机器、飞机、火箭、兵器、化工设备、输电等各色各样的结构。 雅典女神庙,坐落于雅典卫城,建于438B.C.是古希腊建筑的典型例子 随着结构种类的多样化和复杂化,结构的概念也在扩展。目前,所谓结构,是指凡是能够承受一定荷载的固体构件及其系统的人造物都统称为结构。从更广义的意义上说,凡是承受一定载荷的固体构件及其系统自然物,如植物的根、茎、叶、动物的骨骼、血管、地壳、岩体等也可以看作结构。 结构的发展紧密地和结构材料与结构力学有关。前者可以看作结构工程的硬件,后者可以看作结构工程发展的软件。 无论是东方还是西方,在使用钢、混凝土为主要建筑材料之前,时间最长的是以石、木、砖为建筑材料。具体来说,西方多以石料作建筑材料,而我国和东方各国多以砖、木为建筑材料。木结构不耐火,也不耐腐蚀,所以我国存世古建筑历史很长的不多。 应县佛宫寺释迦塔(公元1056年) 1774年,英国工程师斯密顿(J.Smeaton)在建造海上灯塔时石灰。粘土、砂混合物砌基础,效果很好。1824年英国石匠营造者亚斯普丁(J. Aspdim,1779-1885)取得了烧制水泥的专利,因其与波特兰地方的石材很相近,所以称为波特兰水泥。法国1840、德国1855设水泥厂。1970年世界每人每年使用水泥156公斤。 19世纪中叶之后,炼钢技术得到普及于是在结构上普遍采用钢铁。1859年英国建成世界上第一艘钢船。1846年英国在北威尔士建成布瑞塔尼亚铁路大桥(1846,铁管)1873年英国伦敦建成跨泰晤士河的阿尔伯特吊桥,最大跨度384英尺。 布瑞塔尼亚大桥(1846,铁管) 在人类有了水泥、钢铁等现代材料之后,结构的形式速度复杂化。 结构力学,一直是结构设计的理论基础。它的基础是经典力学、弹性力学、塑性力学、弹性体的振动与波的理论、以及弹性体平衡的稳定性理论。 19世纪和以前的结构力学研究 在结构力学研究的历史上,最早是静力学的研究,因为在以砖石木为主要结构材料的时代主要遇到的问题是结构的平衡问题。后来才发展到有关强度的研究。 人类研究得最早的结构元件是梁。达·芬奇在他的手稿中研究和讨论了柱所能承受的载荷。伽利略在他《关于两种新学科的对话》(1638年)提到、考查了固定端悬臂梁的承载能力的问题。马略特作了伽利略所作的实验,由于他们的截面上平衡条件都不对,所以结果的系数都不正确。雅科比·伯努利(Jacob Bernoulli,1654-1705)关于梁的研究,这就是现今人们所称的伯努利梁理论。 结构力学的其次一种重要元件。基尔霍夫(Gustav Robert Kirchhoff 1824-1887)在1850年发表了平板问题的重要论文,文章纠正了以往关于平板问题边界条件的错误。基尔霍夫采用虚位移原理推导板的边界条件,指出对于求解平板问题只要两个边界条件便够了。他正确地求解了圆板的振动问题。在建立平板问题的方程时,他假定: 变形时垂直于中面的直线仍保持为直线,变形后还垂直于中面; 中面的元素在变形时不伸长。 这个简化平板问题的假设现今仍在使用,被称为直法线假设也称为基尔霍夫假设。1888年,英国人乐甫(Augustus Edward Hough Love1863-1940)利用基尔霍夫对平板问题的假设导出了弹性薄壳的平衡方程,至今这个假设被人称为基尔霍夫――乐甫假设。 实际的工程结构往往不是单一的构件,而是构件的复杂系统。早期精确的固体力学是在单个构件上进行研究,如梁的弯曲、柱的扭转等。后来随着近代工业的发展,越来越多地要求对复杂的结构系统进行研究。早期在静力学发展成熟时,就有处理多个构件的静力平衡问题的研究,现在,在有了变形体力学之后,有关变形固体的多个构件的内力与变形分析问题也便很自然地提到日程上来了。 结构力学的内容十分广泛,吊桥、拱、桁架、梁、弹性地基、挡土墙等等。他的应用又涉及铁路、公路、造船、机械、水利、等众多的工程部门。所以随着现代工业的发展它的内容也逐渐丰富了起来。 1. 连续梁的理论 纳维是实际上处理连续梁的最早学者。他在1825年的论文中最早给出了处理这一问题的三弯矩方程。但还不是现在的形式。真正现在形式的三弯矩方程是克拉珀龙(B.P.E.Clapeyron,1799-1864)于1849年在重建巴黎附近的一座桥梁时发展出来的,到1857年才以论文的形式发表。1855贝尔托(H.Bertot)的论文最早提到了三弯矩方程。 2. 麦克斯韦耳及其对桁架的研究 1864年麦克斯韦耳总结他关于桁架研究的一般结论。他已经可以区分静定与超静定桁架。对于静定桁架,麦克斯韦耳在前人的基础上简化了用作图的方式去求桁架的内力。对于超静定桁架,麦克斯韦耳从能量法导出了解超静定结构的一般方法。大约在10年之后,他的这个方法为莫尔(O. Mohr,1835-1918)加以整理,给出规范的形式,这就是目前通用的力法,又称为麦克斯韦耳――莫尔方法。 3. 卡斯蒂利亚诺定理 卡斯蒂利亚诺(A.Kastiliano,1847-1884)是意大利工程师。1873年他的工程师学位论文在1875年正式出版。论文中包含了现今称为的卡斯蒂利亚诺定理与单位荷载法等结构力学的经典内容。 他的定理是,若将变形能写为广义力的函数 Pi(i=1,2,...,n)为广义外力,则有 20世纪结构力学的进展 求解超静定结构的力法是19世纪末就建立了。用形变法求解超静定刚架结构是20世纪初最早由本笛克森(Axel Bendixen)在1914年给出的。这种方法求解较多未知量问题时,在30年代由克罗斯(Hardy Cross)提出了一种逐次近似的方法,称为松弛法。这个方法在美国很快得到了推广。 随着人类文明的发展,结构变得越来越复杂。从本世纪开始,从建筑、造船、航空、桥梁、车辆、起重机械、大型水坝、隧道与地下结构等等方面不断提出越来越复杂的结构课题,需要对它们的强度进行分析。 为了对这些复杂结构进行分析,人们不得不引进一系列假设对结构进行简化。这种简化在现在看来未免过于粗略,但是它是人类在处理简单结构到迎来计算机时代之间的一种过渡手段。 例如,拱坝是一种比较复杂的结构,要想准确分析它,需要求解变厚度壳的方程,那是十分复杂的计算工作。美国在1929年采用了一种称为“拱贯梁”的近似方法,这种方法是把坝在水平方向分为若干条拱,在铅直方向分为若干条梁,然后利用载荷分配的方法逐步近似求解。在电子计算机出现后,拱贯梁法已经被淘汰,但它的确在历史上起过重要作用。 结构的复杂化是沿着两个方向发展的,一个方面是构件简单,例如梁与杆,但是用它组成越来越复杂的系统,未知量成百上千,另一方面是发展复杂的构件,板、壳及其组合系统。板壳理论到乐甫时代,就已经建立了,到20纪30-40年代又有一个大发展的阶段。这时提出与解决了一批新的问题,如稳定性问题、非线性板壳问题、板壳的一般理论问题等。 俄国杰出的工程师帕颇考维奇(П.Ф.Папкович,1887-1946)于1947年出版的《船 舶结构力学》两大卷,是20世纪早期研究复杂结构成果的总结。 计算结构力学的发展 人类研究计算工具有很久的历史,从算筹、算盘、手摇计算机、电动计算机,已经有几千年了。1945年在美国诞生的电子计算机既是计算工具的革命,又是牵动整个科学技术的大革命。 最早的电子计算机ENIAC的设计方案是莫希利(J.W.Mauchly,1907-1980)提出的。研究小组的总工程师是埃克特(J.P.Eckert,1919-)。1945年底,ENIAC宣告竣工。 计算机一旦来到世界上,便受到人们的热情关注与不断改进。先后经过了四次换代:从1945年到1958年以电子管来制造计算机为第一代,从1959年到1963年以晶体管来制造计算机为第二代,从1964年到70年代初以集成电路来制造计算机为第三代,从70年代以后用大规模集成电路制造巨型计算机为第四代。特别是,从70年代中开始的微处理机,使计算机的性能大大提高,并且由于价格便宜使计算机大为普及。据有人统计,从1945年第一台计算机诞生起,计算机的性能每18个月提高一倍,计算机的价格每18个月降低一半。 自有史以来人类发明的各种工具,都是延长人的器官,如望远镜、显微镜是延长人的眼。而计算机则是延长人的脑。所以人们又把计算机称为“电脑”。计算机从它的原理、设计、制造与应用已经形成了一个新的庞大的学科群,这就是计算机科学。 在20纪初,英国著名的力学家乐甫在他的名著《数学弹性理论》一开头,总结力学发展的规律时说:定理越来越少,计算越来越繁。意思是说一些有比较狭义意义的定理被一些更广泛意义的定理所包含,而计算公式越来越复杂。因而力学研究极大的困难在于计算太慢。计算工具太慢就成为力学研究与发展的瓶颈。 美国人发明电子计算机的初衷也正是为了解决计算弹道这个典型复杂的力学问题开始的。计算机的产生使力学学科发生了巨大变化。结构分析、弹道计算、空气动力计算、数值天气预报、渗流与地下水的运动规律、天体力学中的轨道计算等等越来越多、越复杂的问题都可以交给计算机计算了。 计算机产生后,力学学科的研究手段,从只有理论、实验,增加为理论、实验与计算三种手段。计算机的强大威力淘汰了一些不适应计算机的过时方法,适应计算机的特点发展了新的计算方法,在计算机的帮助下发现了许多新现象,如奇怪吸引子与混沌就是在计算机的帮助下发现的。 计算力学这一名词的出现大约是50年代末的事情。它是研究借助计算机求解力学问题、探索力学规律、处理力学数据的新学科。计算力学又是力学、数学、计算机科学的交叉学科。 在计算机发明后的早期,用计算机求解力学问题或别的问题仅仅利用了计算机快这一优点。紧接着而来的问题是程序工作量不能适应计算机的高速度。一台计算机需要数以百计的工作人员编程序才能喂饱。于是编写程序又成了合理使用计算机的瓶颈。人们想出了许多方法去解决这一困难。从50年代先后出现的符号汇编语言、FORTRAN语言、ALGOL语言等以及随之而迅速发展起来的软件产业,就是为解决这一问题应运而生的。 在适应于计算机求解力学问题节约程序人力方面,最成功的就是有限元方法的产生与发展。它的产生也是计算力学作为力学一个独立的分支学科形成的标志。 有限元法的思想尽管可以追溯得更早,如有人说有限元的思想是40年代美国人库朗(R.Courant)在1943年提出来的,有人说有限元是加拿大人辛格(J.L. Synge)在40年代提出来的,更有人说有限元是欧拉的折线法就包含的,还有人说在东汉刘徽的割圆术就是有限元法,不一而足。当然这些说法也不是完全没有道理。因为有限元法的思想的确是有一部分同上述人的工作有点联系。但是要知道,有限元法是同计算机紧紧相联系的。 事实是,在50年代中期世界各国都有一批人在思考用计算机求解结构力学与连续介质问题。如曾经在英、德工作过的希腊人阿吉里斯(J.H. Argyris)1956年、美国的特纳(M.J. Turner)、克拉夫(R.W. Clough)与马丁(H.C. Mardin)在1956年、苏联的符拉索夫(В.З.Власов)在50年代、中国的冯康在60年代初都提出了帽子函数插值或单元刚度的矩阵表示。所以很难说有限元的思想是那一个人的发明,它是一种世界性思潮的产物。 不过在有限元法的发展历史上的重要事件是,50年代末加利福尼亚大学伯克利分校的威耳孙(E.L. Wilson,1930-)在克劳夫指导下的博士论文《二维结构的有限元分析》,该论文于1963年完成了世界上第一个解决平面弹性力学问题的通用程序。这个程序的主旨是借助于它解算任何平面弹性力学问题不需再编程序了,只要按说明输入必要的描述问题的几何、材料、荷载数据,机器就可以进行计算,并且按照要求输出计算结果。 有限元法的程序一经投产,立刻显出它的无比优越性,原来在弹性力学领域内对付平面问题,只有复变函数方法与平面光弹性方法两手,这两种方法在有限元法的对比下便渐渐退出了历史舞台。 威耳孙在有限元程序系统方面后来还进行过许多有意义的研究,他编写了有限元的多种单元的程序SAP (Structural Analysis Program),在他的指导下,他的研究生编写了非线性结构分析程序NONSAP,1981年他还最早编写了适应微处理机的程序SAP81。 SAP程序经曲圣年、邓成光、吴良芝等移植与修正、SAP81程序经袁明武扩充改造形成独立的版本SAP84,这两个程序在我国工程建设中发挥了重大作用。NONSAP经过美国巴特(Bathe)的改进形成有世界影响的非线性分析程序ADINA。 随后,结构分析的有限元软件迅速发展。包含二维元、三维元、梁单元、杆单元、板单元、壳单元、流体单元等多种单元、能解决弹性、塑性、流变、流体以及温度场、电磁场各种复杂耦合问题的软件以及软件系统不断出现。在10多年内生产与销售有限元软件形成了有相当规模的社会新产业,而且使用有限元法解决实际问题迅速在工程技术部门普及。 1960年克劳夫在匹兹堡举行的美国土木学会电子计算会议上的《平面应力分析中的有限元法》是最早提到有限元的论文。之后有限元的论文、文集、专著大量涌现,专题学术会议不断召开。新的单元、新的求解器不断提出,先后有等参元、高次元、不协调元、拟协调元、杂交元、样条元、边界元、罚单元等不同的单元,有带宽与变带宽消去法、超矩阵法、波前法、子结构法、子空间迭代法等求解方法,还有网格自动剖分等前后处理的研究,这些工作大大加强了有限元法的解题能力,使有限元方法逐渐趋于成熟。1988年出版的《有限元法手册》是有限元法发展的一个阶段总结。 应当注意的一些研究方向 计算力学的迅速发展,以及为他所取得的成功所鼓舞,使得一些学者对于计算力学的成就产生了过分乐观的估计。例如在20年前美国就有人说,再过10年风洞就要被计算机代替,20年过去了,计算机还不能取代任何风洞。计算力学所取得的成就,大体上说,对于可以用线性理论来近似的那些问题,靠计算机大部可以较好地解决了,可是对于实质上是非线性的那种力学问题,目前计算机几乎还是无能为力的。 钱学森先生说,力学“是一门用计算机计算去回答一切宏观的世纪科学技术问题,计算方法非常重要;另一个辅助手段是巧妙的实验。”如果说,目前在宏观力学问题中线性问题有百分之九十的可以依靠计算机来求解,百分之十靠实验求解,那么在非线性领域内,情形正好反过来。所以自从计算力学这个学科产生以来,它努力的方向就有两个方面。一方面对于线性问题,主要是扩大它求解问题的规模;另一方面,对于非线性问题来说,在努力寻求计算方法。 近年来非线性问题的求解已经成为计算力学学科发展的主攻方向了。现在看来钱学森先生的看法对于宏观问题中的线性问题,已经是一种现实,而对于宏观问题中的非线性问题,这只能当作计算力学这一学科的努力方向,我们还必须准备走很长的路。 从60年代开始,在结构分析的有限元程序中,逐渐计入非线性项。例如讨论结构材料的塑性性质的,称为物理非线性问题,讨论结构的大变形引起的修正,称为几何非线性问题。最初的计算方案都是采用荷载增量法,即逐步给荷载一个小的增量,求相应的变形增量。 大约从60年代末,人们在实际解题中发现有的问题在荷载达到极大值时计算机总是溢出而停机。这个问题困惑了人们许多年,直到70年代末80年代初才解决。1971年美国学者温泊纳(G.A.Wempner)、1978年荷兰学者瑞克斯(E.Riks)分别从理论上提出解决这个问题的方法,80年代初人们在程序上实现了这个方法。这个方法后来被称为弧长法。 计算机登上历史舞台后,首先在力学中与结构分析结合形成计算力学。这时又提出结构优化问题与结构控制问题。即在给定的荷载与功能要求的条件下借助于计算机寻求最优的结构形式与结构参数,或在一定的外力条件下寻求最优的控制力使结构的内力或位移符合要求。近年来,一种能在电信号刺激下可以很快产生应变反应的材料出现了,人们称之为电流变材料或智能材料,将这种材料用于结构上,给它一定的电信号,结构就可以迅速作出所需要的反应,这种结构也被称为智能结构。对于智能结构的研究是近年来兴起的一个重要研究方向。 结构的优化设计是计算力学中一个重要的非线性研究领域,它的主要目的是在满足一系列条件下(这些条件也被称为约束)寻求结构最优参数。通常这类问题是非线性的,而且计算量非常大,只有靠计算机的帮助才能解决。在钱令希(1916-)教授的大力提倡、组织与推动下,大连理工大学的程耿东、钟万勰得到了一些重要结果,结构优化的研究在我国有很好的发展。 求解非线性问题紧接着而来的是遇到分叉的问题。在有限元的通用程序中,对于结构稳定性的问题,通常是将问题化归于一个特征值问题,它的基础还是线性理论。在用非线性程序来求解时,往往由于遇到分叉而不能前进。这是因为在分叉点结构的总体刚度矩阵退化问题无法继续求解。 为了克服这一困难,对于高维系统中的平衡解的静分叉以及霍普夫分叉,人们又发展了一系列的方法,但是在实践上还不能说已经彻底解决了。这方面的总结可参阅武际可与苏先樾著的《弹性系统的稳定性》一书(科学出版社,1994年)。关于高维系统的同宿轨道与异宿轨道的计算,以及高维系统向混沌转化的计算,迄今仍是难题。 9. 船舶概论课程报告含金量高,就业方向 适合在大中型造船企业和船舶设计、船舶检验企事业单位从事船舶工艺技术操作、建造、修理、检验、 生产组织管理等工作。 需要学习的内容: 高等数学、大学物理、船舶概论、机械制图、金属工艺学、船体结构与制图、工程力学、船舶原理、船 体强度与结构设计、船体修造工艺、船体焊接、船舶舾装、船舶生产设计和船舶检验 10. 现代造船技术课程报告怎么写船舶工程技术(船舶制造、舾装方向专业课程包含有:工程力学、船体结构与制图、船舶电工基础、船舶与海洋工程材料。 本专业学生毕业后主要面向大中型造船、修船企业和船舶设计、船舶制造、船舶检验等单位,从事船舶电工工艺设计、电气设备安装及调试、船舶电站使用及管理、船舶自动控制系统的管理及操作、工业企业电气设备操作及管理等工作 |
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