基于von-Mises屈服准则的冰材料模型，采用非线性软件Ansys/LS-DYNA建立某半潜式海洋平台受浮冰撞击的有限元模型。给定浮冰某一初始动能，从浮冰和海洋平台的耗能情况和平台立柱碰撞区域应力应变的关系分析平台的损伤状况，得出平台变形是主要的耗散能量的部分，并讨论碰撞过程中结构变形和平台振动响应的关系。最后通过不同的初始动能下碰撞研究，获取了平台碰撞力和初始动能的关系，随着动能的增加，碰撞力也随着变大，但是增加的趋势却越加平缓。
Based on von Mises yield criterion of ice material model, nonlinear software ANSYS/ls-dyna is employed to establish the finite element model of a semi-submersible offshore platform by floating ice bump. Platform damage condition are analyzed by the ice and offshore energy consumption situation and the relationship between stress and strain in the platform post collision area in the case of giving initial kinetic energy for ices, drawing a conclusion that the platform deformation is the mian lossy part. Further more, the relationship between the structural deformation and the platform of vibration response is discussed in the process of collision. Finally, studying the collisions under different initial kinetic energy, the rule is obtained In the collision force and the initial kinetic energy: with the increase of kinetic energy, the collision force becomes bigger, but the increase trend is more flat.
2018,(): 57-61 收稿日期：2017-02-25
DOI：10.3404/j.issn.1672-7649.2018.01.010
分类号：P752
基金项目：山东省自然基金面上资助项目（2012ZRA10023）
作者简介：董科(1975-),男,副教授,研究方向为先进复合材料在船舰中应用、冲击和爆破动力学以及智能结构动力学
参考文献：
[1] Arctic ocean oil and natural gas potential[R]. Energy Information Administration, 2009, 10.
[2] 史庆增. 墩(桩)柱上流冰撞击力的研究与试验[J]. 海洋工程, 1994(4): 8-13.
[3] 岳前进, 杜小振, 毕祥军, 等. 冰与柔性结构作用挤压破坏形成的动荷载[J]. 工程力学, 2004(1): 202-208.
[4] 金书成, 杨炎华. 冰荷载对导管架海洋平台的作用研究[J]. 中国海洋平台, 2010(5): 15-19.
[5] 狄少丞, 季顺迎. 海冰与自升式海洋平台相互作用GPU离散元模拟[J]. 力学学报, 2014(4): 561-571.
[6] 欧进萍, 王刚, 段忠东. 海洋平台结构的冰力作用模型[J]. 海洋工程, 2002(1): 7-14.
[7] 张充霖. 冰载荷作用下船首结构碰撞数值仿真计算与分析[J]. 中国海上油气, 2014(S1): 6-10.
[8] 翟帅帅, 高俊. 基于Derradji-Aouat海冰本构模型的船冰碰撞数值模拟[J]. 船舶设计通讯, 2016(S1): 51-59.
[9] 史江海, 桂洪斌, 李丹. 船首形状对船-冰碰撞性能的影响研究[J]. 舰船科学技术, 2016(1): 8-13.
[10] 岳前进, 张希, 季顺迎. 辽东湾海冰漂移的动力要素分析[J]. 海洋环境科学, 2001(4): 34-39.
[11] 苏洁, 徐栋, 赵进平, 等. 北极加速变暖条件下西北航道的海冰分布变化特征[J]. 极地研究, 2010(2): 104-124.
[12] TIMCO G W. Isolated ice floe impacts[J]. Cold Regions Science and Technology, 2011, 68(1-2): 35-48.
