1《船舶结构力学》的建立
19世纪80年代，钢材代替木材成为主要的造船材料，船体结构的重量在船舶排水量中占的比例增大，加之钢材的采用使各种船舶的主尺度逐渐增大。在这种形势下，合理决定船体主要构件的尺寸，尽可能降低船体结构自身的重量，成为船舶建造、使用中迫切需要解决的问题。对于民用船舶，各国的船舶检验机构制订各自的船舶规范，规定不同大小的各种民用船舶的主要构件尺寸的最低标准，这些船舶规范都是在各种民用船舶建造和使用中积累的经验基础上制订的。军用船舶则没有这类规范。为了合理地决定军用船舶主要构件的尺寸，减轻船体结构的重量，需要有新的理论和方法，通过计算来决定船体主要构件的尺寸，类似当时已有的桥梁结构力学(或称为结构理论)。经过多年的努力，20世纪初，俄国学者布勃诺夫在军舰设计的实践中，合理地解决了有关船体强度计算的基本问题，包括：计及船体柔性构件屈曲的船体总纵强度的计算方法，船体局部结构强度的计算方法及其应力与船体总纵弯曲应力的相互联系，船体结构强度校核的许用应力，以及船体强度计算所依据的载荷等问题。1909年布勃诺夫首次在彼得堡工业大学开设《船舶结构力学》课程，1912和1914年布勃诺夫的两卷本专著《船舶结构力学》出版，标志着《船舶结构力学》这一新兴学科的建立。
此后，由于苏联造船学界的相继努力，到20世纪40年代，《(船舶结构力学》取得了巨大的进展，一系列堪称巨著的《船舶结构力学》专著在40年代出版，可谓集当时《船舶结构力学》之大成。20世纪40年代，苏联高等学校造船专业普遍将《船舶结构力学》作为主要专业课纳入教育计划，在5年制教育计划中，该课程约占400学时，是延续几个学期、包括多门课程的大课程。该课程包括基础理论和专门问题两部分，基础理论部分包括“弹性理论”、“杆与杆系的弯曲和稳定性”，“板与圆柱壳的弯曲和稳定性”等课程，专门问题包括“水面船舶结构力学”、“潜艇结构力学”、“船舶振动”等课程，并出版了多种船舶结构力学教材。
旧中国造船工业比较薄弱，造船技术也相对比较落后，国内仅二、三所高校设有造船系，以民用船舶制造为专业，沿用英美学制(四年制)、课程和教材，《船舶结构》讲规范设计，没有船舶结构力学计算的内容。旧中国和苏联没有学术上的交流，对苏联从20世纪初到40年代在《船舶结构力学》领域的进展和成就是不了解的。
2船舶海洋工程结构可靠性和完整性
由于船舶与海洋工程结构系统所特有的主、客观因素的不确定性，结构系统的可靠性和完整性评估就显得更加重要。众多的研究基本上是围绕了以下三个热点开展的。
2.1复杂结构系统的可靠性分析
船舶与海洋平台都是板梁组合复杂结构，具有多种可能的失效模式和失效途径，如果采用通常的枚举搜索就会导致所谓组合爆炸问题。与此同时，还必须解决复杂结构的失效极限方程有效的自动生成技术问题。当认为载荷随机变量的变异远大于结构本身随机量的变异时，就可通过确定性结构分析来搜索系统失效途径，提出了诸如卜分解法、分枝界限法、增量法等。近年来，还把人工智能启发式搜索概念引入可靠性分析，使计算效率有了很大提高。当必须考虑结构本身不确定性时，导致了随机结构分析的充分发展。同时，由于船体总纵强度问题的特点和重要性，开展船体梁在各种可能失效模式下的可靠性分析也是研究的热点。
2.2大型复杂结构系统的随机分析
传统的结构分析是基于确定性概念下的平均值点的运算，因而不能考虑各随机变量的不确定性。作为近代结构分析最重要的数值方法之一的有限元法，首先有了突破，发展了随机有限元方法，应用最广泛的有：（1）一阶二次矩有限元法；（2）点估计有限元法；（3）响应面有限元法。由于有限元法本身的全离散特性，计算工作量常偏大，为此有人提出了随机边界元法。曾有人提出过随机加权残数法，大大降低了计算量，却又体现了半解析法的精度。
2.3现有工程结构或受损结构的安全性评估
现有工程结构或多或少与原结构设计有了变化，对之做安全评估和维修决策成了当前结构计算的热点。国外学者近年来提出了结构余度概念，用来评估结构系统的剩余强度，并从确定性和概率两个途径来评定现有结构是否安全和最经济的维修策略。有人提出了一种确定性安全评估方法，还有人提出了一种半概率评估方法，既有确定性方法的简易性，又能考虑结构系统的不确定性（包括检测的误差）。这些年来结构系统的风险评估和最优决策，以及检测的可靠性正成为研究的热点。总之，对结构系统从设计到整个使用期的各个环节安全性、
不确定性和经济性作综合考虑的完整性概念，也越来越为设计人员所重视。
3结构碰撞性能研究
碰撞事故是影响海洋平台安全的重要因素之一。而船舶在航行或停靠平台装卸货物过程中，由于操作失误或环境载荷影响而与海洋平台发生碰撞的事故时有发生，因此海洋平台遭遇船舶碰撞的安全性问题受到了更多的关注。目前，主要采用非线性有限元数值仿真技术模拟结构碰撞过程，研究结构抗撞性能。研究了半潜式平台在遭遇船舶正向撞击时的抗撞特性及其影响因素，重点讨论了半潜式平台立柱在不同撞击位置条件下的撞击特性，分析了影响结构碰撞性能的因素，包括结构特性和撞击位置，提出了改善半潜式平台抗撞性能的一些建议。基于非线性有限元分析方法，考虑历史事故统计数据，分别就导管架平台、自升式平台和半潜式平台在位情况下遭遇船舶碰撞进行典型工况分析。在此基础上，结合参数化分析对其抗撞能力和结构响应进行比较，并尝试对三型海洋平台进行风险评估初探。针对自升式海洋平台的桩腿进行了抗撞性能研究，通过在局部损伤部位粘贴高弹模CFRP材料来提高桩腿的耐撞性能，验证高弹模CFRP加固方法，提高其耐撞性能的有效性。类似的工作还有管节点抗冲击性能研究，采用非线性有限元分析方法，分析主管受到碰撞的管桁架Ｔ型节点的变形发展过程，确定节点的破坏模态。
虽然采用非线性有限元数值方法能够模拟结构碰撞的过程，但在实际的工程应用中，还有很多问题有待进一步研究。比如模拟碰撞前后真实场景的精确度、模型的简化处理、更符合实际情况的边界约束、流体影响的处理等，还没有达到工程实际需要的精度。
4结语
综上所述,在对船舶与海洋工程结构极限强度进行研究时,相关研究人员应准确构建出相对完整的分段模型,与此同时对分段模型进行针对性的计算与分析,此过程有助于相关研究人员及时找出具体故障、精准判断损伤部分,从而准确定位,可以选择逐步破坏法分析计算模型的极限强度。针对船舶与海洋工程中的船体结构,在分析其极限强度时进行优化是十分重要的。
参考文献
[1]李昌良,张亚.基于工程能力提升的力学课程教学研究——以“船舶结构力学”为例[J].科教导刊(中旬刊),2018(14):98-99.
[2]李丹,吕婧.有限元软件在船舶结构力学课程教学中的应用[J].船舶职业教育,2018,6(05):18-20.
姓名：张君华，性别：女，出生年月：1986.08，民族：汉，籍贯：江苏镇江，学历：本科，职称：工程师，研究方向：船舶船体生产设计
