船-冰碰撞中考虑温度影响的冰体材料本构模型研究

作     者：俞同强 刘昆 刘俊杰 王自力 YU Tong-qiang;LIU Kun;LIU Jun-jie;WANG Zi-li

作者机构：江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212003 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 

出 版 物：《船舶力学》 (Journal of Ship Mechanics)

年 卷 期：2023年第27卷第2期

页      面：250-259页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0707[理学-海洋科学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0835[工学-软件工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51779110,51609110,51809122) 工信部高技术船舶科研项目(614)。 

主　　题：极地船舶 船-冰碰撞 船体结构 冰材料本构 温度 

摘      要：近年来随着全球气候变暖加剧,海冰消融速度加快,北极航道的全面开通成为可能。北极地区环境恶劣,即使在夏季浮冰和冰山也广泛存在,对极地船舶结构安全性产生了严重的威胁,船-冰碰撞问题也越来越受到国内外学者的关注。但是,由于海冰材料复杂的物理和力学特性,目前对海冰以及冰载荷的研究仍然面临诸多困难,其中对其本构关系的合理准确描述一直是影响相关问题计算分析的关键因素。本文结合国内外海冰实验数据,考虑温度的影响,建立了基于多曲面屈服准则的海冰材料本构模型,通过二次开发编写材料本构子程序并嵌入有限元软件LS-DYNA材料模型中。以此为基础,建立典型工况船-冰碰撞场景,分析了船体结构与冰体结构的损伤变形特点。本文研究成果可为极地船舶的结构设计制造与安全性评估提供参考。