近年来,随着人类经济活动的频繁,能源需求的增加,北极地区的石油、天然气等自然资源的开发逐渐得到很多大型石油公司的重视,北极正在成为一片热土。北极地区的开发利用将会给相关海洋装备带来巨大的市场需求,这就对北极地区运输装备与海洋开发装备的设计研发提出了更高的要求。冰载荷的研究是北极地区海洋装备的设计研发不可或缺的基础,本文通过数值方法对冰的部分力学特性进行了仿真分析,建立了冰载荷的直接计算法,并在此基础上对破冰船的破冰性能进行了仿真分析对比。首先对海冰的形成及其晶体结构特性进行简介,并按照其结构特性对其进行分类介绍,详细阐述了每种类型冰的力学特性。随后,简单阐述了本文所采用的有限元软件平台Abaqus Standard的用户自定义材料子程序UMAT,并对Abaqus的隐式分析过程和UMAT所使用的应力更新算法进行了介绍。接着,利用有限元方法对海冰的弹性基础梁模型进行了分析,分别利用解析法和数值方法对冰的简单弯曲失效进行了分析。然后,利用相关的冰失效准则,采用有限元软件Abaqus中的用户自定义材料子程序UMAT,对冰的损伤进行了仿真分析,在此基础上对三种类型的破冰船船艏的破冰性能进行了分析,得到了破冰船破冰的过程及三种船艏的破冰阻力曲线。最后,在对全文进行总结的基础上对未来的研究工作进行了相应的展望。