随着人类海洋的油气资源的开发和利用,海工结构的冰载荷问题日益凸现。本文通过采用非线性接触有限单元法与材料非线性进行数学分析与冰力模型试验相结合的方法,期望建立新型的抗冰锥体结构,并探索准确计算海上结构物冰荷载的数学分析方法。本文概要地介绍了海冰的物理力学性质,列举了国际上常用的斜体静冰力计算模型和规范公式,阐述了有限元基本原理和非线性接触分析,使用大型通用有限元软件ANSYS建立海上结构与冰作用的数学计算模型,通过数学模型计算,分别对正倒锥、带小锥体的改进型正倒锥结构与冰排作用过程进行模拟。对这两种模型计算的结果进行比较,从而验证本文哪种锥体结构更有利于破冰。同时设定弹塑性材料模拟冰盖,让冰力达到一定程度就不再增长,这样更加符合实际情况。通过理论分析和试验研究相结合,证明此数学模型计算是一种简易、可行、经济的冰力计算方法.本文设计出一种新型的抗冰锥结构,对实际工程的设计具有很大的参照意义。