随着计算机科技迅速进步,利用有限元数值模拟仿真功能对船舶的搁浅与碰撞场景开展研究,已经可以提供较为可靠准确的模拟结果,并且具有节省时间、人力与成本的优势。但是,在船舶碰撞与搁浅场景的有限元模拟中,如何合理定义钢板材料的断裂失效准则,是有限元技术中一个十分重要的问题。本文基于BWH失效准则理论假设,推导出一套适用于考虑硬化的各向同性材料失效准则公式,并利用LS-DYNA程序提供的材料二次开发功能进行二次开发编程,将此准则嵌入LS-DYNA程序中。之后,利用更新的LS-DYNA程序,以一组船舶搁浅模型试验为例,进行有限元数值仿真计算,之后与实验结果进行比较,验证所给出的钢板材料失效准则的恰当性。本文具体的研究内容如下:1.总结了材料失效准则近年来的进展,介绍常用的失效准则的应用方式;指出已有常用的材料失效准则的优缺点,以及其适用范围;分析了失效准则在船舶碰撞搁浅数值仿真中的应用以及LS-DYNA程序基本特点。2.基于BWH失效准则理论假设,采用power law材料模型,应用J2流动理论以及von mises准则,推导出一套适用于考虑硬化的各向同性材料的失效准则公式,对原有失效准则理论进行改进。3.对本文提出的材料失效准则进行应用研究利用非线性有限元方法中的图形返回算法,结合LS-DYNA材料二次开发理论,对LS-DYNA程序进行二次开发编程,并将此失效准则编程后嵌入了LS-DYNA程序中,编译出适用于此失效准则的求解程序。4.采用嵌入所提出材料失效准则的LS-DYNA二次开发程序,对一组NSWCCD船模搁浅试验进行有限元数值仿真应用,之后将模拟结果和试验结果比较,证实文章提出的材料失效准则的适用性和合理性。本文的研究重点关注了船舶碰撞与搁浅场景的有限元数值仿真模拟中,钢材材料失效准则的改进与应用。本文研究内容对船舶碰撞与搁浅有限元模拟的准确性和适当性提升具有一定的参考意义。