船-冰作用中海冰典型破坏模式的离散元数值模拟

来源：计算力学学报杂志2021年第3期北京时间：

作者：雷建奇,狄少丞,于加一,王迎晖

单位：哈尔滨工程大学, 哈尔滨 150001,哈尔滨工程大学, 哈尔滨 150001,哈尔滨工程大学, 哈尔滨 150001,中国船舶重工集团有限公司第七○二研究所, 无锡 214082

摘要：在破冰船破冰过程中，冰排主要表现为挤压与弯曲两种破坏模式。本文基于黏结离散单元法对船-冰作用中的这两种典型破坏模式进行数值模拟。海冰离散元数值试样采用随机排布方式生成，采用单轴压缩试验与三点弯曲试验相结合的方式标定模型中的细观参数。将船-冰碰撞中的挤压和弯曲作用方式简化为直立或倾斜平板与海冰的作用模式，构建挤压与弯曲破坏的海冰离散元数值试样，分析了挤压破坏模式中不同加载方位以及冰厚和加载速率对破坏模式的影响，以及弯曲破坏模式中不同冰排夹角以及冰厚和加载速率对破坏模式的影响。计算结果表明，离散元海冰数值模型可以很好地对冰排挤压与弯曲破坏现象进行模拟，可揭示冰排在不同破坏模式下的破坏机理。

关键词：破冰船,冰载荷,船-冰作用模式,离散元法,

基金资助：国家自然科学基金青年项目（41606213）；国家自然科学基金重点项目（51639004）；工信部高技术船舶项目（2017-614）资助项目.