冰碰载荷作用下极地船舶舷侧外板结构的动态响应研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着全球气候变化和北极航线开发利用的不断推进，船舶在极地航行中面临着更加严酷的冰区环境挑战。

船舶结构，特别是舷侧外板结构，在遭遇冰块碰撞时会承受巨大的冲击载荷，可能导致结构变形、损伤甚至失效，严重威胁船舶航行安全和人员生命安全。

因此，开展冰碰载荷作用下极地船舶舷侧外板结构动态响应研究具有重要的现实意义和工程价值。

2. 本选题国内外研究状况综述

极地船舶结构抗冰性能一直是国内外学者关注的焦点，近年来，随着计算机技术的发展，数值模拟方法被广泛应用于船冰碰撞分析，并取得了丰富的研究成果。

1. 国内研究现状

我国学者在极地船舶结构抗冰性能研究方面取得了一定的进展。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将针对冰碰载荷作用下极地船舶舷侧外板结构的动态响应展开深入研究，主要内容包括：1.冰碰载荷模型：a.分析冰载荷特性，包括冰的物理力学性质、冰块尺寸和形状、船舶航速和碰撞角度等因素对冰载荷的影响。

b.研究典型冰碰载荷模型，如弹塑性模型、粘弹性模型和断裂力学模型等，比较其优缺点和适用范围。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法，具体步骤如下：1.文献调研阶段：查阅国内外相关文献，了解冰碰载荷模型、船舶结构抗冰性能、数值模拟方法等方面的研究现状，为本研究提供理论基础和技术参考。

2.冰碰载荷模型建立阶段：基于现有研究成果，选择合适的冰碰载荷模型，并根据实际情况进行修正和改进，以准确模拟冰块与船舶结构碰撞的力学过程。

利用相关软件进行模型参数的调试和验证，确保模型的准确性和可靠性。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：1.将改进现有的冰碰载荷模型，使其能够更准确地模拟冰块与船舶结构碰撞的力学过程，特别是在低温环境下冰的力学行为。

2.建立精细化的极地船舶舷侧外板结构有限元模型，考虑材料非线性、几何非线性以及低温环境的影响，更真实地反映结构的力学行为。

3.结合数值模拟和实验验证，研究冰碰载荷作用下舷侧外板结构的动态响应规律和损伤机理，分析关键参数的影响机制，为结构设计提供更可靠的依据。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 张志远,张海波,李欣,等. 极地船舶结构冰载荷研究进展[j]. 船舶力学,2021,25(11):1412-1428.

2. 孙丽丽,季顺,邓锐,等. 极地船舶结构冰荷载与强度研究进展[j]. 中国造船,2021,62(3):1-19.

3. 王健,黄焱,张昆仑,等. 基于ls-dyna的极地船舶结构碰撞仿真研究现状与展望[j]. 船舶工程,2022,44(s1):74-80,128.