深海采矿扬矿管的静态特性分析

作者：肖林京; 左帅; 宋庆辉; 范芳超; 刘强

来源：矿业研究与开发, 2020, 40(04): 130-135.

DOI：10.13827/j.cnki.kyyk.2020.04.025

• 扬矿管
• 横向偏移
• 净伸长量
• 轴向力

为研究深海采矿系统的扬矿管的静力学特性,建立了扬矿管的力学模型,采用ABAQUS进行仿真,得到了等直径扬矿管和阶梯型扬矿管的横向偏移以及弯矩。以扬矿管偏移后的平衡位置建立坐标系,采用有限元法对扬矿管的节点力和单元刚度矩阵进行理论推导,用MATLAB分别求得扬矿管在静止和匀速拖航时的净伸长量、轴向应力以及轴向力。研究结果表明:两种管道在海流力的作用下会发生横向偏移,拖航速度越大,横向偏移量越大;等速拖航条件下,阶梯管的横向偏移量比等直径管的偏移量大,随着速度的增大,两者偏移量的差值越大;相同条件下,两种类型管道净伸长量基本相同,但阶梯型管所受到的轴向应力和轴向力要比等直径管的小。另外,在静止和匀速拖航两种状态下两种类型管道的净伸长量、轴向力与轴向应力基本相同。

• 单位
  山东科技大学; 电子工程学院