近年来，全球气候变暖，使得极地船舶的研究成为时下新的热点。极地船舶螺旋桨和冰接触是一种强烈的固体和固体之间的作用，接触载荷也要远远大于螺旋桨水动力载荷，在螺旋桨总载荷中占据着绝对大的比重。无疑，对冰桨接触工况下冰载荷特性的研究是冰区螺旋桨研究的重中之重。
　　由于冰桨接触中存在大量等非连续问题，本文引入无网格方法近场动力学模拟海冰材料。首先针对海冰材料特有的力学性质对近场动力学中原有的本构力函数进行修改。利用新改进的本构分别对海冰准静态的单轴压缩、三点弯曲和动态的不同形状冰体冲击的力学行为进行了模拟，结果显示新改进的本构模型对海冰的力学行为数值预报精度更高。
　　将新改进的PMB本构模型嵌入冰桨接触预报程序中，对冰桨接触冰载荷特性进行研究。开展对冰桨接触工况下单桨叶Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz六种不同载荷的数值预报，并对冰桨接触工况开展变参数分析，首先对近场动力学内核参数进行改变，分析不同冰块物质点尺寸、弹性模量、近场域半径、键变形率导致的桨叶冰载荷变化规律，发现内核参数中弹性模量影响冰载荷大小，弹性模量越大，冰载荷幅值越大，但弹性模量对冰块破坏模式、碎冰物质点破坏程度影响不大，而其他参数改变对冰载荷大小和碎冰破坏模式均有影响。开展不同外部工况下冰桨接触工况冰载荷的变参数分析，分析冰块进速度、冰块尺寸大小、螺旋桨转速、螺旋桨切削深度变化导致的冰载荷的变化规律，结果表明冰块尺寸大小和螺旋桨切削深度和桨叶冰载荷呈正相关，而螺旋桨转速和冰块进速度增大桨叶冰载荷呈先增大后减小的趋势，分析是由遮蔽效应导致的。
　　针对冰桨接触载荷特性分析中发现的遮蔽效应开展进一步研究，总结出遮蔽效应是导致冰桨切削过程中后桨叶冰载荷受前桨叶切削过程影响的主要原因。给出螺旋桨零进速工况的遮蔽效应存在性验证，紧接着对影响遮蔽效应的主要因素开展了分析，得出遮蔽效应主要受进速系数大小影响的规律。利用快速傅里叶变化(FFT)技术对冰桨接触工况载荷展开分析，得到切削过程桨叶的固有频率，结合固有频率提出遮蔽系数新的计算公式，利用该公式对不同进速系数下冰桨切削工况的遮蔽系数进行计算，结果表明该遮蔽系数计算公式能较好的预报不同工况下遮蔽系数大小。