Maattanen 提出的冰致自激振动模型，得到了广泛的应用，但也存在许多争议，主要是缺乏严格的物理解释与充分的实验数据支持。申请者基于渤海石油平台的监测数据，证实了冰致自激振动的存在性与发生条件，并提出利用冰内部裂纹稳态开裂与失稳开裂机制解释冰致自激振动机理的观点。本课题将在此基础上，通过分析已经开展的现场监测室内冰力学行为实验数据，采用最近研制的主动加载的冰与柔性结构相互作用的模型实验装置，针对冰致自激振动研究存在的非线性振动理论问题，材料的裂纹损伤问题做进一步的研究，澄清人们对冰致自激理论存在的疑虑，建立具有一般性并且满足工程设计要求的冰致自激振动方程。该研究成果可以应用预测冰致自激的发生条件，计算振动响应及消除方法，对冰区抗冰结构设计有实际应用价值。

根据对现场原型结构的监测数据分析,证明了冰致自激振动现象的存在。对Blenkarn和Maattanen提出的负阻尼理论进行了分析，表明负阻尼假设在物理上不能解释冰致自激振动的成因。分析了冰与结构相对速度和冰的加载速率之间的关系，指出自激振动发生时冰的加载速率受到了结构运动速度的控制。提出了冰致自激振动的物理机理，即自激振动发生时冰板处于韧脆转变应变速率区，加载阶段冰板内微裂纹生成和稳态扩展，卸载阶段微裂纹贯通并失稳扩展，由此结构振动对冰力频率造成了调制。利用实测数据对物理机理进行了证明。基于自激动冰力主要受到相对速度控制这一理论前提，设计了模型实验系统，包括较大刚度的模型结构、真实海水冻结的模型冰以及主要实验参数，成功模拟了冰致自激振动过程。基于冰致自激的物理机理，分析了自激振动发生的判据、自激动冰力的计算方法以及冰致自激振动的方程。