极区油船与冰碰撞的非线性有限元仿真研究

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1、分类号：密级位代码１０１５１ＵＤＣ单：參乂是洛事乂拿．！全日制学术型硕±研究生学位论文极区油船与冰碰撞的非线性有限元化寞硏究宋艳平指导教师张爱锋副教授申请学位类别工学硕±学科（专业）名称船舶与海洋结构物设计制造学位授予单位大连海事大学２０巧年１月分类号密级ＵＤＣ．５．单位代码１０１１极区油船与冰碰撞的非线性有限元仿真研究宋艳平指导教师张爱锋职称副教授学位授予单位大连海事大学申请学位级别工学硕±学科（专业）船舶与海洋结构物设计制造

2、论文完成日期２０１４．１２答辩日期２０１５．０１．０４答辩委员会主席ＴｈｅＮｏｎｌｉｎｅａｒＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＰｏｌａｒＴａｎｋｅｒＣｏｌｌｉｓｉｏｎｓｗｉｔｈＩｃｅ乂化ｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＩｎａｒｔｉａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｒｅｅｏｆｐｇＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｂｙＳｏｎｇＹａｎｐｉｎｇＤ的ｉｎａ

3、ｎｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆｓｈｓａｎｄｏｆｆｓｈｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ（ｇ咕）Ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ／ＴｈｅｓｉｓＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＺｈａｎｇＡｉｆｅｎｇＤｅｃｅｍｂｅｒ２０１４大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，＂极区＂撰写成博／硕±学位论文油船与冰碰撞的非线性有限元巧真研究。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均己在文中ｉ。ｌ本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人

4、或集体己［＾明确方式标明经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。＇知叫学位论文作者签名：学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研巧生学位论文的规定，即；大连海事大学有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》（中国学术期刊（光盘版）电子杂志社）、《中国学位

5、论文全文数据库》（中国科学技术信息研究所）等数据库中，并Ｗ电子出版物形式出版发行和提供信息服务。。保密的论文在解密后遵守此规定：保密□在本学位论文属于年解密后适用本授权书。／不保密＂＂｛／（请在Ｗ上方框内打Ｖ）论文作雜名：＾年导师签名：痒日期；〇，月日２／夕年千中文摘要摘要近年来，比如在有丰富石油和天然，人们对冰覆盖水域的航行越来越感兴趣气资源的北极水域。这就需要能够适用于冰区航行的大型运输船舶，但是关于此类船舶的设计经验却很缺乏ＩＡＣＳ。和各国船级社都在努力制定出合理的极区船舶设计标准来完成极区船舶的结构优化和建造。然

6、而到目前为止，还鲜有关于大型船舶在北极水域操作的经验，无法详细的了解船与海冰么间的相互作用过程。所Ｗ，我们有必要通过仿真模拟研巧来获得足够详细的用来描述船与冰相互作用过程的资料，便辅助研究极区船舶的结构优化和建造。本文主要针对极区油船与，主要内容包括海冰的相互作用过程展开研究：１，．介绍了北极地区相关领域的研究现状及规范并且对北极航区的海冰现状、航道现状和航行经济性进行了详细的阐述。２．深入探究了冰载荷理论计算方法，阐述了船舶与冰的相互作用情形和非线性有限元伤真方法，并且对基于能量平衡原理的冰载荷模型进行了详细的介绍。３．根据油船主要

7、参数和国际船级社的《极地冰级规范》对普通油船进斤了冰区加强－－，并根据相关模型参数分别建立了船首海冰碰撞有限元模型和船中海冰碰撞有限元模型，确定了求解参数和相应工况。４．详细的描述了船舶与海冰的相互作用过程及船舶在送个过程中的应力、应变、巧形情况和能量变化。并且探究了碰撞角度、碰撞速度、碰撞位置及海冰面积对送个碰撞过程的影响。关键词：北极冰区；冰相互作用；碰撞；有限元仿真英文摘要ＡＢＳＴＲＡＣＴ－Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｔｈｅｒｅａｒｅｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｉｎｔｅｒｅｓｔｓｆｏｒｔｈ