随着全球气候变暖,北极海冰面积迅速减少,这使船舶在北极航道的航行成为可能。美国地质调查局的数据表明,北极地区储存着超过十分之一的未探明石油储量和约三分之一的未探明天然气储量,未来若要开发利用这些丰富的资源,则需要使用浮式生产储油卸油装置（FPSO）。但是相关研究表明,在二十一世纪中叶之前北极地区仍会存在大量冰山,在这种背景下,一旦FPSO与冰山发生碰撞,不仅会对船舶自身结构造成严重的损坏,还可能造成北极地区环境的污染甚至会威胁到船员的生命安全。因此,有必要对船冰碰撞问题开展相关研究。此外,相关碰撞事故表明,船冰发生碰撞后在对其进行救援时,可能会因为其结构承载力不足而造成二次破坏,带来巨大的经济损失。因此,研究碰撞后的船舶极限强度也显得尤为重要,可以为极区浮式生产储油卸油装置的建造及发生事故后的救援方案提供一些具有价值的参考。在船冰碰撞方面,本文使用非线性有限元软件LS-DYNA和LS-Prepost软件进行求解和后处理。首先,本文采用恒定附加质量法和流固耦合法对小尺度的碰撞模型进行数值模拟,并与实验结果进行对比,比较两种方法计算结果的准确性,确定二者的适用范围并分析造成差异的原因。其次,以FPSO某一油舱作为被撞击对象,采用流固耦合法计算冰山以不同速度、不同角度撞击FPSO或者不同形状、不同质量的冰山与FPSO发生碰撞后舷侧结构和冰山的变形破坏情况、碰撞力大小和各构件吸能情况,研究碰撞力随速度、角度等的变化趋势,确定出较为危险的工况,为极区油气开发奠定基础。在极限强度方面,本文使用有限元软件ANSYS进行计算,采用的方法为非线性有限元法。首先,以Nishihara箱型梁作为模拟对象,计算其极限强度并与实验和相关文献进行比较,确保该方法的准确性。其次,使用上述方法计算FPSO某一舱段模型的极限强度,得到该完整舱段在两种不同状态下的极限弯矩,将此计算结果作为基础,用于后续比较碰撞前后极限强度的变化情况。最后,为了保证船舶破损后极限强度计算结果的准确性,本文通过LS-DYNA计算得到碰撞后模型的变形结果,在LS-Prepost中对碰撞区域部分单元进行处理后将相关节点单元信息导入至ANSYS,使用该真实的碰撞模型进行破损后船舶的极限强度计算,并将该结果与碰撞之前的结果进行比较,得出碰撞后极限强度的变化情况,为船舶碰撞之后的救援提供参考。