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基于CEL与SPH对比分析的深海采矿车履带转向特性研究
1
作者
蒋志豪
吕海宁
+3 位作者
杨建民
孙鹏飞
夏茂臻
毛竞航
《海洋工程》
北大核心
2025年第4期11-23,共13页
目前,大变形有限元方法被广泛应用于履带式深海采矿车直行过程中的履带-土体相互作用研究,而被应用于转向运动的相关研究并不充分。基于两种适用于大变形分析的数值方法——耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法与光滑粒子流体动力学(SPH)方法进...
目前,大变形有限元方法被广泛应用于履带式深海采矿车直行过程中的履带-土体相互作用研究,而被应用于转向运动的相关研究并不充分。基于两种适用于大变形分析的数值方法——耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法与光滑粒子流体动力学(SPH)方法进行对比分析,研究履带式深海采矿车在海底土转向运动中的动力学特性。首先基于海底土的物理力学特性建立弹塑性力学表征的土体数值模型,并进行了土力学直剪试验的数值模拟,验证了土体数值模型的准确性。接着采用CEL与SPH方法开展了不同履齿高度、履齿形状和履带长宽比对于履带板转向牵引性能的分析,并对比了两种大变形有限元方法的结果差异。进一步,通过开展不同转向速度、履带俯仰角度以及流体作用对转向牵引性能的影响研究,得到了转向运动中流场、履带以及海底稀软底质的“流-固-土”三相耦合力学响应特性,为研究深海采矿车转向时的土体牵引性能提供了参考,并为深海采矿车海底行进的高效安全设计积累经验。
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关键词
履带
式深海采矿车
转向运动
CEL数值方法
SPH数值方法
履带-土体相互作用
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职称材料
题名
基于CEL与SPH对比分析的深海采矿车履带转向特性研究
1
作者
蒋志豪
吕海宁
杨建民
孙鹏飞
夏茂臻
毛竞航
机构
上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院
上海交通大学海南研究院
上海交通大学海洋装备研究院
出处
《海洋工程》
北大核心
2025年第4期11-23,共13页
基金
海南省科技计划三亚崖州湾科技城联合项目(520LH015)
上海市战略性新兴产业重大项目“深海矿产资源开发关键技术研究与装备研制”(BH3230001)。
文摘
目前,大变形有限元方法被广泛应用于履带式深海采矿车直行过程中的履带-土体相互作用研究,而被应用于转向运动的相关研究并不充分。基于两种适用于大变形分析的数值方法——耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法与光滑粒子流体动力学(SPH)方法进行对比分析,研究履带式深海采矿车在海底土转向运动中的动力学特性。首先基于海底土的物理力学特性建立弹塑性力学表征的土体数值模型,并进行了土力学直剪试验的数值模拟,验证了土体数值模型的准确性。接着采用CEL与SPH方法开展了不同履齿高度、履齿形状和履带长宽比对于履带板转向牵引性能的分析,并对比了两种大变形有限元方法的结果差异。进一步,通过开展不同转向速度、履带俯仰角度以及流体作用对转向牵引性能的影响研究,得到了转向运动中流场、履带以及海底稀软底质的“流-固-土”三相耦合力学响应特性,为研究深海采矿车转向时的土体牵引性能提供了参考,并为深海采矿车海底行进的高效安全设计积累经验。
关键词
履带
式深海采矿车
转向运动
CEL数值方法
SPH数值方法
履带-土体相互作用
Keywords
deep
-
sea mining vehicle
steering motion
CEL numerical method
SPH numerical method
track
-
soil interaction
分类号
P751 [交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
TD431 [矿业工程—矿山机电]
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作者
出处
发文年
被引量
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1
基于CEL与SPH对比分析的深海采矿车履带转向特性研究
蒋志豪
吕海宁
杨建民
孙鹏飞
夏茂臻
毛竞航
《海洋工程》
北大核心
2025
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