单板和加筋板是船体结构的重要组成部分,在船舶运营的过程中往往不可避免会受到其他物体的撞击。冰区航行的船舶在航行过程中会受到浮冰的反复碰撞作用,大型船舶或海洋平台的直升机甲板会因直升机的反复起降而受到反复载荷的作用。本文以冰区船舶的外板和舰船的直升机甲板为研究对象,分别采用实验、仿真和理论的方法对船体板受到矩形冲头单次碰撞和反复碰撞的变形模态和损伤机理等进行研究。主要的研究内容如下:(1)开展了4组单板模型和加筋板模型的碰撞实验,监测碰撞过程中碰撞力和变形,最终获得碰撞力-位移曲线。对碰撞后的15块船体板的变形进行了测量,得到了船体板的变形轮廓。基于实验现象,提出了船体板的“棱台”型变形模式,为刚塑性理论的推导提供了物理模型。(2)采用有限元方法开展了船体板在单次和反复碰撞下塑性动力响应的数值模拟,并将有限元结果与实验结果进行对比分析,验证了有限元方法的可行性。首先将单次碰撞和反复碰撞在有限元软件ABAQUS中的实现的操作以及相关参数的设置进行详细的阐述。然后对试验中涉及的15个模型分别进行了数值仿真,并将其结果与实验结果进行对比,验证了该有限元方法的准确性,为后续采用有限元方法进行算例扩展奠定了基础。(3)采用刚塑性理论对单次碰撞和反复碰撞下的单板模型和加筋板模型进行了理论推导,并将理论解与实验结果进行对比,验证了刚塑性理论公式的可靠性。根据实验结果提出的“棱台”型变形模态,采用刚塑性理论,分别对单板和加筋板模型进行单次碰撞和反复碰撞的理论推导,并计及碰撞过程中材料应变率效应的影响。然后,将理论计算结果与实验结果进行对比分析,验证了理论模型的准确性。最后,采用刚塑性理论对碰撞位置、船体板边界条件以及碰撞的载荷集中程度等参数对结构响应的影响进行了分析研究。(4)采用有限元方法对单次碰撞和反复碰撞下的碰撞力-变形曲线以及碰撞能量-变形曲线进行对比,探究单次碰撞与反复碰撞下船体板结构响应的差异。在第三章的基础上,采用有限元的方法,对单次碰撞和反复碰撞的结果进行了分析,揭示了碰撞质量和碰撞速度对单次碰撞结果与反复碰撞结果之间的差异的影响,为采用单次碰撞的方法研究复杂的反复碰撞问题提供参考。