船首-冰层碰撞下的船体结构变形及损伤模式演化

摘要

基于非线性有限元方法模拟船首-冰层碰撞动态过程,从船体结构吸能、应力场分布、结构变形和损伤演化等角度研究不同碰撞场景下的船-冰相互作用响应特征,总结得到碰撞角度、碰撞部位和冰层厚度等因素对船首结构吸能、结构变形和损伤模式演化的影响机理。研究结果表明:在船-冰碰撞过程中,船体外板先发生变形,随后靠前的纵骨面板和腹板倾覆、断裂;随着撞击的深入,肋板倾覆,外板剧烈弯曲甚至损伤,外板为主要的吸能构件,甲板纵骨和甲板纵桁吸能最少。