海底犁式挖溝機(jī)動(dòng)力學(xué)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、世界石油能源供應(yīng)日趨緊張，海洋油氣開(kāi)發(fā)廣受重視，海底犁式挖溝機(jī)作為一種水下開(kāi)溝設(shè)備，廣泛應(yīng)用于海底管道保護(hù)的溝渠施工作業(yè)。本論文選題源自中海油“硬質(zhì)土挖溝技術(shù)與裝備研究”項(xiàng)目，旨在研究海底犁式挖溝機(jī)的動(dòng)態(tài)作業(yè)特性，同時(shí)對(duì)其關(guān)鍵部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化?，F(xiàn)根據(jù)課題進(jìn)展，敘述本文主要研究?jī)?nèi)容：
　　 本文概述了海底犁式挖溝機(jī)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀。根據(jù)犁式挖溝機(jī)的工作原理及作業(yè)程序，確定了其機(jī)械系統(tǒng)方案及其子系統(tǒng)構(gòu)成，然后利用SOLIDWO

2、RKS軟件進(jìn)行三維建模；同時(shí)根據(jù)存在的問(wèn)題，提出了一種具有減震及鎖死保護(hù)功能的新型抱管裝置；利用機(jī)構(gòu)分析與綜合理論，對(duì)行走機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、犁開(kāi)合機(jī)構(gòu)及抱管裝置進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模，為后續(xù)整機(jī)動(dòng)力學(xué)分析奠定基礎(chǔ)。
　　 本文討論了基于庫(kù)倫被動(dòng)土壓力理論的犁-土壤力學(xué)相互作用數(shù)學(xué)模型，并建立了挖溝機(jī)的整機(jī)受力模型。同時(shí)，依據(jù)拉格朗日方法建立了簡(jiǎn)化的海底犁式挖溝機(jī)動(dòng)力學(xué)方程。根據(jù)以上力學(xué)模型及ADAMS相關(guān)理論，建立了挖溝機(jī)的虛擬樣機(jī)模型

3、，并通過(guò)樣機(jī)陸上試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的正確性。
　　 本文重點(diǎn)研究了海底犁式挖溝機(jī)的動(dòng)態(tài)作業(yè)特性，主要包括其挖溝作業(yè)性能、轉(zhuǎn)向性能及犁開(kāi)合性能研究。挖溝作業(yè)著重討論了在直線挖溝時(shí)，海底地面為水平路面、縱傾路面、側(cè)傾路面及水平?jīng)_擊載荷等工況下，海底犁式挖溝機(jī)的挖溝作業(yè)動(dòng)態(tài)性能。轉(zhuǎn)向性能仿真試驗(yàn)則探討了在拖船轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)微調(diào)兩種情況下挖溝機(jī)的轉(zhuǎn)向性能。通過(guò)樣機(jī)的輔助犁開(kāi)合試驗(yàn)及自行犁開(kāi)合試驗(yàn)研究了犁開(kāi)合作業(yè)程序的可行性。