深海履带式集矿机多体动力学建模与行走性能仿真分析

深海底极稀软底质是一种完全不同于陆地表面的特殊底质,对海底作业机器的结构设计及其行走性能提出高要求。根据海底底质物理力学特性,配制实验室模拟底质,基于车辆地面力学理论,开展模拟履带板与模拟底质相互作用力学特性试验,分别获得法向压力-沉陷、水平切应力-剪切位移函数关系式。根据深海底履带式集矿机详细结构设计参数,采用动力学建模与仿真程序Recur Dyn/Track构建海底履带式集矿机多体动力学模型。应用实验室模拟试验获得的海底底质力学特性关系式,采用C语言编写用户自定义子程序,基于Recur Dyn/Track进行二次开发,实现深海底特殊底质力学模型在Recur Dyn/Track中的构建。开展海底底质特殊力学载荷下履带式集矿机多种行走工况动力学仿真,分析与评价其行走性能,为实际深海底履带式集矿机的结构设计优化、行走性能评估及行走控制研究奠定基础。。

海底履带式采矿车行走牵引通过性能研究

为了实现海底履带式采矿车在特殊稀软底质上行走牵引通过性能的定量评估,开展相关力学特性试验及牵引力计算分析。根据海底底质主要物理力学特性,配制实验室模拟底质。基于车辆地面力学理论,开展模拟履带板与模拟底质相互作用力学特性试验,获得法向压力-沉陷、水平剪切应力-位移函数关系式。建立一种新的海底履带式采矿车牵引通过性能定量计算数学模型,应用模拟试验获得力学特性关系式,计算出采矿车在海底行走获得最大牵引力7.5×104 N时,对应的最佳滑转率为3%,且滑转率应控制在10%以内。计算分析了采矿车接地参数对牵引力的影响特性,结果表明,当履带接地长度与宽度的比值控制为4.7左右时,履带式采矿车可产生最大的牵引力,由此提出了最佳的履带式采矿车接地参数设计值。该研究结果可为海底履带式采矿车的牵引通过性能评估及其结构优化设计提供参考。