近年来,南北极的科学开发是一个全球的热点,破冰船肩负着开辟航道、极地救援、物资供给等重要任务。因此,设计和建造性能更优越的破冰船,能够为南北极开发提供充分保障。海冰物理力学的特殊性以及破冰船与海冰相互作用的复杂性,使许多学者和专家更倾向于采用试验方法来研究破冰船的破冰阻力,理论研究相对较少。本文将在理论上建立破冰船破冰阻力计算模型,推导出破冰船破冰阻力,并确定破冰船破冰能力。基于上述背景,采用理论分析和数值模拟相结合的方式,研究破冰船的破冰阻力。具体研究内容如下:首先,对于平整冰层,利用弹性地基上的沿破冰船行进方向的半无限长梁和沿垂直于破冰船行进方向的无限长梁的叠加组合,考虑浮力和冰破坏准则等因素,建立计算模型,推导破冰船破冰阻力的理论计算公式。通过将本文所推导的理论计算公式与现有的经验公式和理论公式进行了对比,验证本文所推导的理论计算公式的有效性。然后,基于LS-DYNA数值模拟软件,建立破冰船与冰相互作用的三维实体有限元模型。建模过程中,考虑海冰的破坏模式,利用经典的理论公式验证船冰模型的可靠性,并对数值模拟的结果进行分析。最后,将对比破冰阻力理论计算结果与数值模拟结果;研究冰厚和首柱倾角对破冰阻力的影响规律。