海上风电作为可再生能源发展的一个重要方向,受到了世界各国的关注。随着全球海上风电场的逐渐增多,基础结构防护的重要性也日益凸显。因此,设计出经济实用的防撞装置并对其进行轻量化设计,对于海上风电机组的安全运行具有极其重要的意义。本文以一种复合材料防撞装置为研究对象,对其进行参数相关性分析和构型优化设计,探寻更合理的构件尺寸,并对优化后的防撞装置耗能情况进行评价分析。本文的主要研究内容有:(1)根据防撞装置的初始设计尺寸,建立有限元模型,进行拟静力分析,分析防撞装置和桩基础的力学性能。(2)对防撞装置进行参数相关性分析,找到防撞装置的关键设计参数。以防撞装置总重量最小和桩基础应力最小为优化目标,对防撞装置进行多目标驱动优化。优化设计后,防撞装置总重量减小了34.36%,桩基础的最大应力减小了30.73%。(3)运用显式动力分析软件LS-DYNA,对船舶与优化前后的防撞装置的碰撞全过程进行仿真模拟,对比评价优化前后的防撞装置的耗能能力。优化设计后,桩基础受到的最大撞击力减小了17.46%;防撞装置总耗能提高了9.27%,比耗能提高了66.32%。优化设计后,防撞装置各构件的耗能分配有了明显的变化:单元体1的耗能比重由93.25%降低到65.53%,单元体2的耗能比重由1.05%提高到29.42%,支座的耗能比重由5.70%降低到5.05%。本文优化后的防撞装置能够在一定程度上延缓撞击力的增长,并且能够降低最大撞击力。优化设计后的防撞装置耗能能力和比耗能明显提高。