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作者:谢昆江;王庆丰;周利;何光伟;丁仕风;
单位:江苏科技大学船舶与海洋工程学院;上海交通大学海洋工程国家重点实验室;广船国际有限公司;上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院;
摘要:[目的]为深入分析海冰的弯曲强度特性,降低其对海洋结构物的稳定性和安全性的影响,[方法]针对海冰弯曲失效机制,基于黏聚单元法(CEM)建立海冰3点弯曲数值模型,结合均化弹塑性本构模型对海冰弯曲强度进行数值模拟。采用LS-DYNA软件实现模型计算,并将模拟结果与渤海海冰试验数据相对比,结果显示二者高度吻合,误差仅为1.7%,说明该模型有效、准确。[结果]在此基础上开展海冰弯曲强度敏感性分析,结果表明:网格尺寸对计算结果影响显著;牵引力-分离(TSL)曲线差异会引起强度变化;断裂能量释放率与弯曲强度呈线性正相关关系;弯曲强度对加载速率的敏感性较低,且与国外学者研究结论一致。[结论]提出的数值计算方法可有效模拟海冰的弯曲破坏过程,为船-冰相互作用预测奠定基础。
关键词:黏聚单元法;;弯曲强度;;海冰;;加载速率
基金资助:国家自然科学基金(52171259);; 国家重点研发计划(2022YFE0107000);; 工业和信息化部高技术船舶项目([2021]342)