基于ABAQUS的海冰单元开发及冰载荷直接计算法.pdf

第12卷 第3期 中 国 舰 船 研 究 Vol.12No.3 2017年6月 Chinese Journal of Ship Research Jun.2017 第3期 引用格式：龚榆峰，张正艺，刘敬喜，等.基于ABAQUS的海冰单元开发及冰载荷直接计算法［J］.中国舰船研究，2017，12（3）：75-85. GONGYF，ZHANGZY，LIUJX，etal.Developmentofseaiceelementanddirectanalysismethodofpredictingice loadsbasedonABAQUS［J］.ChineseJournalof ShipResearch，2017，12（3）：75-85. 基于ABAQUS的海冰单元开发及冰载荷直接计算法 1 1，2，3 1，2，3 1 1，2，3 龚榆峰 ，张正艺 ，刘敬喜 ，董问 ，解德 1华中科技大学船舶与海洋工程学院，湖北武汉430074 2船舶和海洋水动力湖北省重点实验室，湖北武汉430074 3高新船舶与深海开发装备协同创新中心，上海200240 摘 要：［目的目的］随着全球气温的不断升高，北极冰层逐渐融化，开发利用北极航线和北极资源受到国际社会的广 泛关注，各国掀起了新一轮的极地船舶建造高潮，而在极地船舶的设计过程中，如何确定船舶冰载荷显得尤为重 要。近年来，采用数值方法计算极地结构受到的冰载荷逐渐成为国内外学者关注的重点，而目前的通用商业有限 元软件中缺少特定用于模拟海冰力学特性的相关海冰单元，为相关数值研究工作的开展增加了困难。针对这 一问题，［方方法法］结合Reinicke和Remer提出的各向同性海冰失效准则，在ABAQUS二次开发平台UEL上开发用 于模拟海冰失效的新型单元。在所开发的单元中引入弹性基础用以模拟浮力和重力的作用。采用典型的斜坡和 圆锥结构算例并结合相关规范公式对所开发的新型单元进行验证。［结果结果］对比二者之间的计算结果发现，直接计 算法与规范公式的计算结果吻合较好。［结论结论］所提出的直接计算法能够为冰区结构设计提供工具和一定的参考。 关键词：冰载荷；直接计算法；ABAQUS；沙漏控制；自定义单元 中图分类号：U661.4 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1673-3185.2017.03.011 Developmentofseaiceelementanddirectanalysismethodof predictingiceloadsbasedonABAQUS 1 1，2，3 1，2，3 1 1，2，3 GONGYufeng ，ZHANGZhengyi ，LIUJingxi ，DONGWen ，XIEDe 1SchoolofNavalArchitectureandOceanEngineering，HuazhongUniversityofScienceandTechnology， Wuhan430074，China 2HubeiKeyLaboratoryofNavalArchitectureOceanEngineeringHydrodynamics，Wuhan430074，China 3CollaborativeInnovationCenterforAdvancedShipandDeep-SeaExploration，Shanghai200240，China Abstract：Withth