| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-32页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第10-12页 |
| 1.2 海洋结构物与海冰碰撞研究的主要问题 | 第12-21页 |
| 1.2.1 海冰环境 | 第13-15页 |
| 1.2.2 海冰分类 | 第15-16页 |
| 1.2.3 海冰物理力学性质 | 第16-19页 |
| 1.2.4 碰撞场景与海冰破坏形式 | 第19-21页 |
| 1.2.5 结构物响应 | 第21页 |
| 1.3 海洋结构物与海冰碰撞研究团队及研究方法 | 第21-30页 |
| 1.3.1 国内外主要研究团队 | 第22-23页 |
| 1.3.2 海冰模型实验研究方法 | 第23-24页 |
| 1.3.3 海冰本构模型研究方法 | 第24-26页 |
| 1.3.4 真实尺度海冰碰撞实验研究方法 | 第26-27页 |
| 1.3.5 数值研究方法 | 第27-29页 |
| 1.3.6 极区规范方法 | 第29-30页 |
| 1.4 本文主要工作及创新点 | 第30-32页 |
| 第二章 考虑温度梯度影响的理想弹塑性海冰模型研究 | 第32-67页 |
| 2.1 引言 | 第32-33页 |
| 2.2 小冰山温度梯度实测数据及特征 | 第33-35页 |
| 2.3 体现温度梯度影响的理想弹塑性海冰模型的建立 | 第35-43页 |
| 2.3.1 海冰屈服准则及温度影响 | 第35-39页 |
| 2.3.2 冰山温度梯度曲线与’Tsai-Wu’屈服函数 | 第39-41页 |
| 2.3.3 理想弹塑性模型 | 第41-42页 |
| 2.3.4 失效准则 | 第42-43页 |
| 2.4 体现温度梯度的理想弹塑性海冰模型数值实现 | 第43-52页 |
| 2.4.1 温度梯度的数值实现 | 第43-44页 |
| 2.4.2 理想弹塑性本构关系的数值实现 | 第44-51页 |
| 2.4.3 理想弹塑性海冰模型单单元验证 | 第51-52页 |
| 2.5 小冰山与刚性板碰撞数值模拟 | 第52-59页 |
| 2.5.1 球形小冰山-刚性板碰撞模拟 | 第52-55页 |
| 2.5.2 小冰山几何形状与温度的联合影响 | 第55-59页 |
| 2.6 小冰山与船舶结构碰撞数值模拟 | 第59-65页 |
| 2.7 本章小结 | 第65-67页 |
| 第三章 非线性粘弹性海冰模型研究 | 第67-101页 |
| 3.1 引言 | 第67-68页 |
| 3.2 海冰粘弹性理论及海冰损伤理论 | 第68-71页 |
| 3.2.1 海冰粘弹性理论 | 第68-70页 |
| 3.2.2 海冰损伤理论 | 第70-71页 |
| 3.3 非线性粘弹性海冰模型的建立 | 第71-79页 |
| 3.3.1 恒定应力下不考虑损伤的一维非线性粘弹性海冰模型 | 第71-75页 |
| 3.3.2 变应力问题处理方法 | 第75-76页 |
| 3.3.3 三维模型的建立 | 第76-77页 |
| 3.3.4 损伤函数与失效准则 | 第77-79页 |
| 3.4 非线性粘弹性海冰模型的数值实现 | 第79-86页 |
| 3.4.1 隐式积分中心法实现过程 | 第79-83页 |
| 3.4.2 单单元验证 | 第83-85页 |
| 3.4.3 关于数值实现方法的讨论 | 第85-86页 |
| 3.5 海冰典型粘弹性力学实验及刚性板-海冰碰撞数值模拟 | 第86-99页 |
| 3.5.1 三轴应力状态下海冰蠕变实验数值模拟 | 第87-90页 |
| 3.5.2 三轴应力状态下海冰恒应变率实验数值模拟 | 第90-95页 |
| 3.5.3 刚性板-冰山碰撞数值模拟 | 第95-99页 |
| 3.6 本章小结 | 第99-101页 |
| 第四章 基于三维内聚力单元插入方法的海冰裂纹模拟研究 | 第101-146页 |
| 4.1 引言 | 第101-102页 |
| 4.2 内聚力单元(Cohesive Element)概述 | 第102-107页 |
| 4.2.1 断裂力学与Dugdale-Barenblatt模型简述 | 第102-104页 |
| 4.2.2 内聚力模型(Cohesive Zone Model) | 第104页 |
| 4.2.3 内聚力单元(Cohesive Element) | 第104-107页 |
| 4.3 三维四面体、六面体单元周围插入内聚力单元的方法 | 第107-116页 |
| 4.3.1 几何拓扑方法与FORTRAN语言——四面体单元周围插入内聚力单元 | 第108-115页 |
| 4.3.2 六面体单元周围插入内聚力单元 | 第115-116页 |
| 4.4 基于内聚力单元的冰排-灯塔碰撞模拟 | 第116-143页 |
| 4.4.1 内聚力单元应力-位移关系曲线 | 第117-119页 |
| 4.4.2 碰撞场景与有限元模型参数 | 第119-124页 |
| 4.4.3 冰排-直立灯塔碰撞模拟结果分析 | 第124-134页 |
| 4.4.4 灯塔结构对冰排-灯塔碰撞影响 | 第134-139页 |
| 4.4.5 内聚力单元参数、冰排速度、厚度及摩擦力系数对数值计算的影响 | 第139-143页 |
| 4.5 本章小结 | 第143-146页 |
| 第五章 总结与展望 | 第146-150页 |
| 5.1 全文总结 | 第146-148页 |
| 5.2 研究展望 | 第148-150页 |
| 5.2.1 海冰-海洋结构物/船舶碰撞有限元研究整体展望 | 第148页 |
| 5.2.2 各海冰模型进一步细致研究展望 | 第148-150页 |
| 参考文献 | 第150-159页 |
| 致谢 | 第159-160页 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 | 第160-163页 |
