北极地区蕴含大量资源,全球温度上升导致冰川融化,使得在此地区开采资源、开辟航道成为可能。但是船舶在极区航线时,会与冰体发生碰撞,这会提高船舶发生破坏的概率。如果船舶结构受损,可能产生人员伤亡、环境污染等局面。在此背景下,本文开展船舶与层冰撞击时冰载荷的计算及船体结构响应的研究,提出了一套预报船舶在不同冰情下安全航速的方法。主要工作如下:1、总结分析层冰与船舶碰撞时的失效模式,利用Lindqvist经验公式计算一艘无限航区船在层冰中稳定航行时的平均冰载荷,并基于六自由度运动理论利用Fortran语言编程模拟船舶在层冰中连续破冰时的六自由度运动及冰载荷,并与经验公式结果进行比较分析。2、基于非线性有限元理论,利用DytranMSC.对船舶与层冰碰撞进行数值仿真,得到船冰碰撞过程中的碰撞力、结构响应、航速变化及能量耗散。分析了船冰碰撞过程中的碰撞机理及特性,并自定义了冰载荷评估系数LA来量化评估不同工况下船冰碰撞所受冰载荷对结构的影响程度。3、为了得到不同参数对冰载荷评估系数的影响,本文计算了不同冰厚、船(冰)速、碰撞角度、海冰杨氏模量的碰撞工况,使用lSobo?法计算各参数对冰载荷评估系数的灵敏度系数。4、利用遗传算法优化BP神经网络方法对任意工况下的冰载荷评估系数LA进行预测,结合BV规范和功率限制条件绘制出一条无限航区油船安全航速与层冰厚度的关系图。