隨著全球氣候變暖，北極地區冰川不斷融化，海冰覆蓋范圍和厚度日趨減小，北極資源開發效率大大提高。極地船舶在北極航線開辟、資源運輸等方面發揮著不可替代的作用。而極地船舶在層冰、碎冰、冰脊、冰山等極其惡劣和復雜的海洋環境中航行，船體結構受冰載荷作用具有較大的隨機性，在海冰的作用下，結構可能達到塑性變形。如與冰山等大型海冰漂浮物發生碰撞造成結構破損，則容易導致油氣泄漏，對極地海洋環境產生巨大影響。

極地船舶冰區航行

目前各船級社制定的冰區船舶規范基于不同的船與冰相互作用，考慮了航速、浮冰厚度、彎曲強度等，但是由于實際冰區環境的復雜性，還需借助試驗或數值分析的方法進行設計驗證。在公司ARC7破冰凝析油船自主研發設計方面，通過鉆研理論和實踐，經過上百次的仿真計算、數據分析對比，貨船所船體室掌握了冰區結構塑性極限承載力非線性仿真分析、基于變形能法對船與冰山撞擊結構失效仿真分析等非線性仿真關鍵技術。

冰區結構塑性極限承載力

非線性仿真分析

在極端冰情下，船體結構將保留一定的塑性變形，目前缺乏極地船舶結構發生塑性變形后的結構強度評估規范。本技術采用船體結構鋼材非線性彈塑性和冰載荷作用非線性仿真分析，評估船體結構在極限載荷下的變形及極限承載能力，得出在冰載荷作用下結構超過彈性階段進入塑性階段后的船體結構的各重要物理性能指標。

冰區結構塑性極限承載力非線性仿真分析

基于變形能法對船與冰山撞擊

結構失效仿真分析

船與冰山碰撞過程中結構損傷仿真

本技術是通過對船舶多個位置不同方向與冰山動態碰撞模擬，分析結構變形或損傷、船體構件的能量吸收，實時計算碰撞的結構變形或破損位置、應力應變、安全航速等一系列耐撞性指標。以上物理指標的為極地船舶艙室布置、結構設計提供依據，并避免船舶在極地航行過程中與冰山撞擊時發生破損。

貨船所船體室通過對ARC7破冰凝析油船船體結構的完全自主研發設計，掌握了極地船舶冰區結構塑性極限承載力和船與冰山撞擊兩大非線性仿真分析關鍵技術，并首次進行了實船應用，展示了貨船所船體室強大的研發設計及計算實力，為公司高質量發展做出了突出貢獻。

文章來源：技術 同舟