随着人类在极区的活动越来越频繁,准确预估船舶等海洋结构物和海冰碰撞过程和碰撞力对保障各类活动安全具有重要意义。由于碰撞本身是非线性问题,而海冰拥有复杂的物理性质,使得海洋结构物-层冰碰撞成为研究难题。基于海冰在相互作用过程当中的脆性表现,本文采用粘聚单元法(Cohesive Element Method,CEM)来模拟层冰模拟层冰断裂破坏过程。在数值模型中,海冰由粘聚单元和六面体实体单元组成,而水的作用采用了文献中的刚性平板假设模型和本文提出的基于LS-DYNA的二次开发浮力参数模型来模拟。首先,本文对海冰模型的系列参数进行了敏感性分析,结果表明实体单元的失效应变和塑性应力-应变曲线形状对碰撞力都有较大影响,而断裂能大小同时影响冰模型中两种单元的响应。为了验证二次开发的浮力简化模型的准确性,开展了冰块浮沉运动的数值模拟。然后,讨论了不同冰厚条件以及两种浮力简化模型的模拟结果。模拟结果成功再现了碎冰的产生、变形、堆积现象,说明粘聚单元法具有同时处理塑性与断裂的能力。另外,分析计算得到的碰撞力结果,发现相较于基于二次开发的浮力简化模型,基于刚性平板假设的浮力模型所得碰撞力偏大;碰撞力随冰层的增厚有明显的线性增长趋势,并与经验公式值吻合较好。