水下绞笼式挖沟机机械开挖数值分析

海底管道是海洋油气田开发中输送油气资源的重要设施,为维持其自身安全和在位稳定性,必须将海底管道埋设到预定的深度,海底挖沟机是埋设海底管道和电缆的重要设备。采用非线性流固耦合算法,对机械绞笼切削土体进行了深入求解,分析了绞笼开沟过程中的切削荷载变化规律,研究了开沟过程中土体的变形规律与破坏机理。数值计算结果表明:开沟过程中绞笼的切削荷载随着绞笼转速的增大而减小;绞笼刃板上钭齿的刚度与摩擦特性对切削荷载影响较为显著;绞笼内部螺旋导料板也较为明显地影响着切削荷载。最后,针对数值计算结果,给出了绞笼切削荷载计算公式,能够较为准确、高效地对绞笼式挖沟机切削荷载进行计算,在工程应用方面具有一定的参考价值。