[口头报告]海冰作用下船舶结构弹塑性变形的DEM-FEM耦合模拟

主办单位

河海大学

中国力学学会计算力学专业委员会颗粒材料计算力学专业组

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中国颗粒学会颗粒计算专业委员会（筹）

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河海大学

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会议时间
2024 年 5 月 31 日（星期五）报到
2024 年 6 月 1 日 - 3 日会议

海冰作用下船舶结构弹塑性变形的DEM-FEM耦合模拟

编号：103 稿件编号：29 访问权限：仅限参会人更新：2024-04-10 17:09:36 浏览：485次口头报告

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报告时间：暂无持续时间

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摘要

在极地冰区航行中，船舶结构与海冰的相互作用是一个复杂的力学过程，其中海冰破碎的多尺度特征和船舶结构在海冰作用下的非线性变形特性是数值模拟的挑战。采用离散元方法(DEM)和非线性有限元方法(FEM)分别对海冰和船舶结构进行数值建模，并发展了DEM-FEM双向耦合方法以精确描述可破碎海冰作用下船舶结构的非线性力学行为，此方法充分考虑了结构弹塑性变形对相互作用产生的影响。此外，通过海冰与加筋板的典型压缩试验验证了所发展耦合算法的合理性和准确性，并对比了可破碎海冰分别作用于弹塑性和刚性结构上的冰载荷。结果表明，作用于弹塑性结构的冰载荷更贴近实测结果，因此采用DEM-FEM耦合方法进行冰载荷以及结构响应计算更具合理性。在此基础上对“雪龙2”号破冰船的艏向破冰过程进行了数值模拟，并分析了破冰过程中船体外板结构在冰载荷作用下的位移响应和应力分布情况。

关键字

DEM-FEM耦合方法,船体结构,结构弹塑性变形,冰载荷

报告人

张昊一

大连理工大学

稿件作者

张昊一大连理工大学

刘璐大连理工大学

季顺迎大连理工大学