浮冰多次碰撞下船-冰-水耦合作用规律及结构损伤机理研究

The arctic route is of great significance to the maritime transportation and international trade of our country. Ice ship will be faced the multiple and continuous collision risk with drift ices as the special geographic location of arctic route. So the structures of ice ship have to be strengthened. However, the damage mechanism of ship structure under multiple collisions of drift ices has not been understood So it will lead the research of strengthening to be a challenge. The project studies on the multiple and small energy collisions between the drift ices and ships, the main contents includes: (1) the arctic ice mechanics characteristics and ice loads calculation method; (2) marine steel dynamic nonlinear constitutive under low temperature environment; (3) coupling dynamic response analysis methods of ship-ice-water; (4) damage mechanism of hull structures under multiple collision by drift ices. The research results will provide the theoretical basis and technical support of ice-collision safety analysis and strengthen structures for ice ship and establish the technical foundation for the development of arctic passage and polar in our country.

北极航道对我国海上运输和国际贸易具有重大意义。由于北极航道特殊的地理位置，使得冰区船舶面临着与浮冰发生多次连续碰撞的风险，冰区船舶结构必须加强。而浮冰多次碰撞下船舶结构损伤机理还不明确，对结构加强的研究提出了挑战。本项目针对浮冰与船舶的多次、小能级碰撞，采用理论、数值分析与模型试验相结合的方法研究船-冰-水的耦合作用规律及结构损伤机理，主要研究内容包括：（1）北极航道区域浮冰力学特性及冰载荷计算方法；（2）低温环境下船用钢材动态非线性本构关系研究；（3）浮冰多次碰撞下船-冰-水耦合动态响应分析方法研究；（4）船体结构在浮冰多次碰撞下的力学特性及损伤机理研究。研究成果将为我国冰区运输船舶的冰碰安全性分析和船体结构加强提供理论依据和技术支持，为加快北极航道与极地开发奠定技术基础。

北极航道对我国海上运输和国际贸易具有重大意义。由于北极航道特殊的地理位置，使得冰区船舶面临着与浮冰发生多次连续碰撞的风险，冰区船舶结构必须加强。而浮冰多次碰撞下船舶结构损伤机理还不明确，对结构加强的研究提出了挑战。本项目针对浮冰与船舶的多次、小能级碰撞，采用理论、数值分析与模型试验相结合的方法研究船-冰-水的耦合作用规律及结构损伤机理，主要研究内容包括：（1）北极航道区域浮冰力学特性及冰载荷计算方法；（2）低温环境下船用钢材动态非线性本构关系研究；（3）浮冰多次碰撞下船-冰-水耦合动态响应分析方法研究；（4）船体结构在浮冰多次碰撞下的力学特性及损伤机理研究。研究成果将为我国冰区运输船舶的冰碰安全性分析和船体结构加强提供理论依据和技术支持，为加快北极航道与极地开发奠定技术基础。