海冰与锥体抗冰结构动力作用的数值模拟

结合渤海海冰的实际情况,应用显式动力分析软件LS-DYNA模拟海冰和海洋平台锥体抗冰结构相互作用的弯曲断裂过程。模拟结果展示出和现场观测一致的弯曲断裂过程,海冰断裂长度和冰力分布符合现场实测数据结果。平台结构所受最大冰力出现在环向裂纹出现时;通过分析不同冰速对断裂长度、冰力和平台响应的影响可以发现断裂长度对冰速变化并不敏感,对海冰破碎周期有明显的影响。

JZ20-2NW平台抗冰性能的有限元分析

通过有限元软件LS-DYNA模拟了海冰与JZ20-2NW北高平台相互作用的动态断裂过程。模拟得到的海冰裂纹扩展情况与现场观测一致。基于数值结果可以确定海冰断裂长度,并获得了呈三角形脉冲形式的冰力时程曲线。模拟得到的动冰力峰值与Hirayama-Obara公式计算的静冰力结果相符。同时可以获得平台振动的位移和加速度的模拟结果。

冰锥作用位置对冰弯曲破坏模式影响数值分析

通过显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟了冰锥相互作用的动态断裂过程,得到了冰排内部的应力分布和裂纹扩展趋势.冰上下表面的应力分布有较大差别,在冰锥接触处首先出现径向裂纹.基于数值结果比较了在不同冰锥作用位置时,冰应力分布及裂纹扩展趋势的差异,并进一步分析了冰锥作用位置和破坏模式转变的关系.结果表明,冰锥作用位置对冰排应力分布和裂纹扩展趋势的影响较小,不是影响破坏模式转变的一个重要因素.