【摘 要】
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为研究不同避障模式下深海采矿整体系统动力学行为,基于虚拟样机技术建立2.5km硬管+软管水力输送系统虚拟样机模型,提出两种可能的避障模式（垂直、水平避障模式）,分析在这两种避障模式下、软管起拱数量、避障速度、避障大小以及中间仓质量对模型动力学行为的影响,并进行模拟实验研究。主要研究内容及成果如下:（1）两种避障模式下,软管呈双拱时系统各重要连接点的受力大小和走向大致一样,但双拱状态下系统在避障时的
【基金项目】
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国家自然科学基金重点项目“深海金属矿产资源开采系统对复杂工作环境的响应机理研究（51434002）”； 中国大洋协会国际海域资源调查与开发“十二五”课题“面向海试的多金属结核集矿系统研制与集成（DY125-14-T-03）；
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为研究不同避障模式下深海采矿整体系统动力学行为,基于虚拟样机技术建立2.5km硬管+软管水力输送系统虚拟样机模型,提出两种可能的避障模式（垂直、水平避障模式）,分析在这两种避障模式下、软管起拱数量、避障速度、避障大小以及中间仓质量对模型动力学行为的影响,并进行模拟实验研究。主要研究内容及成果如下:（1）两种避障模式下,软管呈双拱时系统各重要连接点的受力大小和走向大致一样,但双拱状态下系统在避障时的受力更加稳定,各重要节点受力波动幅度也更小,而单拱由于受幅度波动大,会影响结构的稳定性,并且系统不断受到循环载荷的影响,容易发生疲劳失效。（2）两种避障模式下,改变垂直避障下的高度以及水平越障时的宽度对于整个系统的受力几乎无影响,着表明在此系统深度以及结构下,系统在越障高度1.5m以下以及宽度100以内时,可保证系统稳定运行。（3）两种避障模式下,越障速度对整体采矿系统的影响最大,研究结果表明当越障速度超过1.5m/s一定数值,系统稳定性开始急剧下降,整体状态以及不能满足稳定避障要求,因此两种避障模式的越障速度都不建议大于1.5m/s,尽量低速避障。（4）两种避障模式下,中间仓的质量越大,系统受力状态以及稳定性反而越高,在各系统条件一定的情况下建议中间仓之间提高至60t,以此抵冲液动力对系统的作用力,提高避障效率。
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