深海采矿扬矿管纵向振动及其升沉补偿研究

来源期刊：矿业研究与开发2020年第12期

论文作者：肖林京 范芳超 陆继铭

关键词：深海采矿;扬矿管;纵向振动;升沉补偿;动力学特性;

摘    要：建立了扬矿子系统的动力学平衡方程,推导了升沉补偿系统的运动微分方程。利用Wilson-θ法分析了管系的时域响应,基于MATLAB/Simulink以及ABAQUS/Aqua模块对扬矿管的动力学特性进行了研究。结果表明,扬矿管纵向振动振幅上小下大,最大振幅发生在缓冲矿仓处;管系的振动响应会有延迟,并且自上而下延迟时间越来越长。扬矿管的最大轴向力发生在其顶端,且在振动初期,轴向力会发生震荡。升沉补偿系统能有效地改善震荡现象且减小扬矿管顶端的激励位移,在四、六级海况下,扬矿管顶端的激励位移分别下降了51.49%与31.39%,缓冲矿仓处的振幅分别下降了51.55%与31.54%。