文章标题：基于DEM-FEM法的碎冰区船舶冰致疲劳损伤分析

文章作者：周陈炎¹, 张佳宁², 黄炼³,
关 键 字：离散元-有限元;混合碎冰模型;冰载荷;疲劳损伤
文章摘要：极地运输船在碎冰区航行时会不断与海冰发生碰撞，致使内部产生周期性损伤，加剧了船体结构的疲劳问题。为此，本文建立一种基于离散元-有限元（DEM-FEM）的碎冰区航行船舶冰致疲劳损伤评估方法。首先，根据实际海冰分布，构造出一种混合海冰模型和数值碎冰航道。利用离散元法（DEM）计算出船体-碎冰碰撞下的冰载荷时历。将冰载荷时历施加到船体上，利用有限元法（FEM）计算出各疲劳子工况下的热点应力时历。采用改进四峰谷值雨流计数法统计热点应力时历的应力水平，基于线性累积损伤准则的S-N曲线法计算出各热点总的疲劳损伤度。最后，将本方法的计算结果与LR规范算法的结果进行对比分析，验证该方法的适用性。本方法可为碎冰区航行船舶的冰致疲劳损伤评估提供一定参考。