【摘 要】
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近几年深海矿产资源已经成为全球研究热点,在深海采矿长距离输送系统的研究中,输送系统的管道结构容易因为海水和波浪的侵蚀遭到破坏。针对复杂的海况条件,本文建立了仿真模型,基于理论分析与仿真结果相比较,进行实际作业过程中可能遇到的险情进行分析和优化。本文重点分析了影响硬管振动的几个关键性因素;其中包括硬管长度,下端连接的中继仓质量和体积的变化,管壁容差和上端与采矿船的连接方式。基于分离变量法,讨论了每个
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近几年深海矿产资源已经成为全球研究热点,在深海采矿长距离输送系统的研究中,输送系统的管道结构容易因为海水和波浪的侵蚀遭到破坏。针对复杂的海况条件,本文建立了仿真模型,基于理论分析与仿真结果相比较,进行实际作业过程中可能遇到的险情进行分析和优化。本文重点分析了影响硬管振动的几个关键性因素;其中包括硬管长度,下端连接的中继仓质量和体积的变化,管壁容差和上端与采矿船的连接方式。基于分离变量法,讨论了每个变量对整体管道结构的振动影响分析,并根据数值结果进行整体结构的一个优化设计。整个对比研究得知:1.深海采矿输送系统硬管的固有频率随着管长的提高而减小,幅度显而易见,且阵型主要以弯振为主;2.当固定硬管的长度时,固有频率会随着中继仓的质量和体积的提高而降低;3.上端的连接方式中,固接条件下的振幅最大,弹性约束条件下的振幅最小,作业过程中建议选用弹性约束;4.可以通过增焊强环圈的设计对硬管加以优化,对比优化前后模态分析结果,证明了优化的优越性和可操作性。
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