船舶强度的概率方法 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:哈工程大

作者:杨代盛

出品人:

页数:167

译者:

出版时间:1994-12

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787810074919

丛书系列:

图书标签:

• 博士课程
• 船舶强度
• 概率方法
• 结构可靠性
• 海洋工程
• 随机过程
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• 可靠性设计
• 船舶设计
• 概率统计

《船舶强度的概率方法》 这是一本深入探讨船舶结构可靠性与安全性分析的专业著作，旨在为船舶设计、建造和运营领域的工程师、研究人员以及相关专业学生提供一套系统性的理论框架和实用工具。本书聚焦于船舶强度的概率性评估，弥补了传统确定性设计方法在应对材料变异、载荷波动以及结构复杂性等不确定因素时的局限性。 核心内容概述： 本书从概率论和数理统计的基础出发，逐步引导读者理解如何将不确定性量化并应用于船舶结构的强度分析。主要涵盖以下几个核心章节： 第一章：不确定性及其在船舶工程中的来源。 详细阐述了船舶结构设计与服役过程中可能遇到的各种不确定性因素，包括材料属性的固有变异性（如屈服强度、弹性模量、断裂韧性等）、制造过程中的误差（如尺寸偏差、焊接缺陷）、环境载荷的随机性（如波浪高度、风速、冰载荷、碰撞冲击等）、以及模型与分析方法本身存在的误差。本章强调了认识和量化这些不确定性是进行可靠性分析的前提。 第二章：概率论与数理统计基础。 回顾了概率论的基本概念，如随机变量、概率分布（正态分布、对数正态分布、威布尔分布、指数分布等）、概率密度函数、累积分布函数、期望值、方差、协方差等。同时，也介绍了数理统计中常用的参数估计、假设检验、回归分析等方法，为后续的概率模型构建和数据分析奠定理论基础。 第三章：船舶载荷的概率模型。 重点分析了船舶在不同工况下可能承受的各类载荷，并基于统计数据和观测结果，为这些载荷建立了相应的概率模型。这包括但不限于： 波浪载荷： 采用二维或三维波浪谱描述海洋环境，并分析波浪引起的附加弯矩、剪切力、扭矩等载荷的概率分布。 静水载荷： 考虑船舶吃水、排水量、重心位置等参数的变异性对静水弯矩和剪切力的影响。 海洋环境载荷： 如风压、冰载荷、洋流引起的载荷等，也根据实测数据进行概率建模。 非常规载荷： 如碰撞、搁浅、爆炸等突发性载荷，分析其发生概率和可能产生的强度后果。 第四章：船舶结构参数的概率模型。 关注构成船舶结构的各个要素，并对其关键参数进行概率建模。这包括： 材料强度： 对钢材、铝合金等结构材料的屈服强度、抗拉强度、疲劳强度等进行统计分析，并建立相应的概率分布。 结构几何参数： 如板厚、梁高、腹板厚度、构件尺寸等，考虑制造和安装过程中的尺寸偏差，并给出其概率分布。 连接件参数： 如焊缝的几何尺寸、焊脚高度、焊接质量等，也进行概率性描述。 结构损伤： 如腐蚀、疲劳裂纹等，考虑其发展过程和对结构强度的影响，并建立相应的概率模型。 第五章：可靠性指标的定义与计算。 介绍了结构可靠性的基本概念，如失效概率（Probability of Failure, Pf）和可靠度（Reliability Index, β）。详细阐述了如何基于已建立的载荷和结构参数的概率模型，通过可靠性分析方法来计算结构的失效概率。本章将重点介绍： 一阶可靠性方法 (FORM)： 包括危险点法的概念，以及如何通过迭代计算获得最可能的失效点和对应的可靠度指标。 二阶可靠性方法 (SORM)： 进一步考虑了失效曲面在危险点附近的曲率，以提高计算精度。 蒙特卡罗模拟方法： 作为一种直接且通用的模拟方法，用于评估复杂结构的失效概率。 第六章：船舶关键部位的可靠性分析实例。 通过具体的船舶结构单元，如甲板、船壳板、舱壁、纵骨、横梁、舭部连接、船艏船艉结构等，演示如何应用前面章节介绍的理论和方法进行实际的可靠性分析。这些实例将覆盖不同服役阶段（建造、营运、维修）和不同类型船舶（货船、油轮、客船、军舰等）的典型问题。 第七章：基于可靠性的设计与优化。 探讨如何将可靠性分析的结果应用于船舶结构的优化设计。这包括： 可靠性目标设定： 根据船舶的用途、重要性以及相关规范要求，确定可接受的失效概率或可靠度水平。 灵敏度分析： 识别对结构可靠性影响最大的设计参数或不确定性因素，从而指导设计资源的有效分配。 可靠性增长理论： 在船舶服役过程中，通过监测和修复，逐步提高结构的可靠性。 成本效益分析： 在满足可靠性要求的前提下，寻求经济最优的设计方案。 第八章：先进的概率性分析技术。 介绍了一些更高级或前沿的概率性分析方法，可能包括： 概率有限元方法 (Probabilistic Finite Element Method, PFE)： 将概率模型融入有限元分析，以评估复杂结构在不确定性条件下的响应。 系统可靠性分析： 考虑船舶作为一个整体系统，其不同组成部分的失效可能如何相互影响，并分析整个系统的可靠性。 疲劳寿命的概率性评估： 结合载荷谱和材料疲劳特性，预测结构的疲劳寿命，并计算其失效概率。 风险评估与管理： 将可靠性分析结果与事件发生概率和后果评估相结合，进行全面的风险管理。 本书的特色： 理论与实践相结合： 既深入讲解了概率性分析的数学原理，又提供了大量贴近实际的工程应用案例。 系统性与全面性： 从不确定性的来源出发，构建了一个完整的概率性分析流程，覆盖了从载荷、结构到可靠性评估和优化的各个环节。 前沿性： 引入了近年来在船舶强度可靠性分析领域发展起来的新技术和新方法。 实用性： 为工程师提供了可以直接应用的分析工具和计算思路，有助于提升船舶设计的科学性和安全性。 《船舶强度的概率方法》不仅仅是一本理论教材，更是船舶工程领域应对不确定性、追求更高安全性与经济性的重要参考。通过掌握本书中的方法，读者能够更深入地理解船舶结构的承载能力，更精准地评估其潜在风险，并最终设计出更加可靠、安全的船舶。

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这本书的排版和装帧设计也体现了出版方对专业读者的尊重。字体清晰、公式对齐完美，这在涉及大量复杂数学符号的专业书籍中尤为重要，极大地减少了阅读疲劳。更难能可贵的是，作者在每一章的末尾都设置了“延伸思考”环节，这些问题往往不是书中内容能直接解答的，而是引导读者去探索当前研究的前沿和难点，例如如何将机器学习算法与概率模型相结合来实时更新结构健康状态的可靠性评估。这使得这本书的生命力得以延续，它不仅仅是一个知识的终点，更像是一个新研究方向的起点。我强烈推荐给所有希望从“经验驱动”的设计模式转向“数据驱动”和“风险量化”的海洋工程专业人士。它不仅提升了你的计算能力，更提升了你的战略思维高度，是近十年来船舶工程领域最值得拥有的深度参考书之一。

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这本《船舶强度的概率方法》给我的印象极其深刻，它不仅仅是一本技术专著，更像是一场思维的洗礼。作为一名长期在船舶设计一线摸爬滚打的工程师，我深知传统确定性设计方法的局限性，那种在安全系数背后隐藏的巨大不确定性，总让我夜不能寐。这本书的出现，恰如一束清晰的光，照亮了迷雾。它系统地阐述了如何用概率和统计的视角来审视船舶结构的强度问题，从材料的随机性、载荷的变化性到结构响应的复杂性，无不被置于严谨的数学框架之下。我特别欣赏作者在讲解贝叶斯方法在可靠性评估中的应用时所展现出的深度和广度，这对于我们处理罕见但致命的失效模式至关重要。书中的案例分析非常贴近实际工程需求，那些对疲劳寿命预测和极限状态评估的深入剖析，让我能够立刻将理论知识转化为指导实践的工具。阅读过程中，我多次停下来，对照我手头的项目数据进行反思和校准，这种即时的反馈和提升是其他任何一本教材都无法给予的。它彻底改变了我对“安全”这个概念的理解，从一个固定的数字，变成了一个动态的、可量化的风险区间。

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这本书的行文风格非常独特，它不是那种枯燥的教科书式叙述，而更像是一位经验丰富的导师在与你进行深入的对话。作者的语言充满了一种对工程科学的敬畏感，同时又极其务实。我尤其喜欢它在引入新的概率模型时，总是会先回顾其背后的物理意义和工程背景，避免了纯数学推导带来的漂浮感。比如，在介绍随机场理论用于描述不规则波浪载荷时，作者并没有直接跳到复杂的偏微分方程，而是先用生动的比喻解释了波浪叠加的随机性如何影响船体应力分布，这种循序渐进的方式极大地降低了理解的门槛。对于非专业背景的结构力学人员来说，这本书提供了绝佳的桥梁，它既保证了理论的严谨性，又兼顾了工程应用的可操作性。我感觉自己不是在“学习”一套新的计算方法，而是在“掌握”一套更精妙的决策工具。书中的图表绘制得极为精美，尤其是那些概率密度函数的对比图，直观地展示了不同设计方案之间的风险差异，比任何冗长的文字描述都更有说服力。

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我从这本书中获得的最大收获是关于“可靠性指标”的解读。过去，我总是机械地计算那个 $ eta $ 值，但对于其背后的工程含义，理解得并不透彻。这本书深入剖析了不同可靠度指标（如极限状态函数、失效概率）在实际工程决策中的权重差异，特别是它对“目标可靠度水平”设定的探讨，引发了我对行业规范制定过程的深刻反思。作者巧妙地将经济学中的风险偏好引入到船舶安全评估中，讨论了在特定载荷场景下，社会可接受的风险水平到底应该设置在什么位置。这种跨学科的融合，使得这本书的视野远远超出了纯粹的结构工程范畴。对于那些希望未来从事规范编制、船级社审查或前沿科研工作的同行来说，这本书是不可或缺的。它不是教你如何避免失败，而是教你如何科学地、经济地管理失败的可能性，这才是现代大型工程项目管理的核心智慧。

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坦率地说，这本书的难度是存在的，但这种难度是值得投入时间的。它要求读者对高等概率论和一些基础的有限元分析方法有一定的了解，但这绝对是通往更高阶工程实践的必经之路。我发现，这本书最宝贵的地方在于它对“不确定性量化”的哲学思考。在当前追求“数字化设计”和“智能船舶”的大背景下，仅仅依靠经验和规范已经远远不够了，真正的创新需要对未知有更精确的刻画。作者通过大量篇幅论证了为什么随机有限元方法比传统的灵敏度分析在评估系统级风险时更为可靠，这对于我们评估新材料（如复合材料）在海洋环境下的长期性能表现，提供了坚实的理论后盾。读完之后，我立即着手优化我们船体主要结构单元的寿命预测模型，将过去那种“一刀切”的安全系数，替换成了基于实际服役环境数据的概率分布，这带来的经济效益和安全裕度提升是立竿见影的。这本书的价值，在于它提供的不是公式，而是方法论的升级。

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这些人为什么不能把问题解释明白呢?

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