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深海采矿车履带板与沉积物相互作用规律OA

Investigation of track plate-sediment interaction for the enhanced kinematic performance of deep-sea mining vehicles

中文摘要英文摘要

履带式深海采矿车在海底沉积物上的运动性能将直接影响矿物的采集效率,针对履带板影响采矿车运动性能的问题,本文基于拉格朗日有限元分析法方法和显示动力求解器,研究不同入土角度与速度下履带板与沉积物之间的相互作用特性,同时开展履带齿结构优化设计.结果表明:履带板受到的水平推力随入土角度与速度增大而增大,且模拟结果与理论的剪切变形过程相似;改变履带齿相关参数α对其所受的水平推力影响较小而竖直压力明显增大,可通过改变履带齿形状改善履带板运动性能.

The motion performance of tracked deep-sea mining vehicles on seafloor sediments is critical to mineral-collection efficiency.To enhance the kinematic performance of these vehicles,we investigate the track plate-sediment interactions at varying entry angles and velocities using the coupled Eulerian-Lagrangian method and an explicit display-dynamics solver.Concurrently,we optimized the design of the track-tooth structure.The results in-dicate that the horizontal thrust on the track plate increases with the increasing entry angle and velocity,and the simulation outcomes closely align with the theoretical shearing-deformation process.While altering the track-tooth parameter only slightly affects horizontal thrust,it significantly increases the vertical force.The kinematic perfor-mance of the track plate can be enhanced by modifying the shape of the track tooth.

邹丽;韩燕楚;郑皓;金国庆;于宗冰

大连理工大学 船舶工程学院,辽宁 大连 116024||工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室,辽宁 大连 116024大连理工大学 船舶工程学院,辽宁 大连 116024深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室,湖南 长沙 410012大连理工大学 船舶工程学院,辽宁 大连 116024大连理工大学 船舶工程学院,辽宁 大连 116024

海洋科学

深海采矿车深海沉积物拉格朗日有限元分析法入土角度履带齿水平推力竖直压力

tracked mining vehicledeep-sea sedimentcoupled eulerian-Lagrangianentry angletrack toothhorizontal thrustvertical force

《哈尔滨工程大学学报》 2026 (1)

70-79,10

国家重点研发计划(2022YFC2806700,2023YFC2811300)国家资助博士后研究人员计划(GZC20230346).

10.11990/jheu.202411055

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