极地地区蕴藏着丰富的能源,且大多数尚未得到开发,因而引起世界各国的关注和开发热潮。随着全球气候变暖导致夏季部分海冰的消融,针对极地海域和航线的开拓逐渐加深,对极地航行船舶的需求也随之显著增加。冰载荷作用下船体结构分析与强度评估是极地船舶设计的关键内容。目前,冰载荷作用下的船体结构强度主要的分析方法是基于冰级规范设计载荷的结构响应评估,但是规范考虑的船冰作用工况不够全面,且存在使结构设计过于保守的可能。为了改进船体结构的分析方法,本文针对极地船舶主要的作业方式——冲撞式破冰与连续式破冰,采用数值仿真和理论计算的方法研究船冰相互作用的动态响应分析和强度评估方法,主要内容如下:1.研究了基于冰级规范的船艏结构分析方法,并对FSICR、IACS、DNV三种冰级规范的冰级定义、设计载荷及其作用面积、结构响应分析方法的差异进行了对比,分析了不同冰级规范对不同海域航行船舶强度校核的适用性;2.将冰载荷直接计算方法与结构有限元动力分析方法相结合,给出了连续式破冰过程的船艏结构动态响应结构分析方法,将直接计算结果与规范计算结果进行了对比,讨论了直接计算方法的合理性;3.考虑了海水、海冰以及空气的耦合作用,采用非线性有限元方法研究冲撞式破冰过程的船艏结构动态响应计算分析方法,分析冰厚和初始速度对于碰撞力、船体速度和船体结构强度的影响以及船体速度、能量和碰撞力的时历变化趋势;4.根据连续式破冰和冲撞式破冰不同作业方式下冰载荷与结构响应的特点,研究了冰载荷作用下船体结构动力响应的等效静力分析方法。