基于深海稀软底质流变分析的履带式集矿机行走特性及结构优化研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51274251
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:70.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0405.矿山开采工程
- 结题年份:2016
- 批准年份:2012
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2013-01-01 至2016-12-31
- 项目参与者:刘少军; 陈沅江; 唐松花; 吴鸿云; 马雯波; 郭帅成;
- 关键词:
项目摘要
This program aims at study on driving performance and structural optimization of the tracked mining collector based on rheological analysis of the soft seabed sediments in deep ocean, for standing on the research frontier of terrain vehicle mechainics in the world and meeting the requirement of mid-long term strategic development of deep-ocean resource exploitation in China. Nonlinear rheologic constitutive equation of hydraulic-mechanical coupling of the soft seabe sediments is established firstly based on the rheological mechanics and hydradynamics theory. Rheological properties of the soft seabed sediments are analysed and its rheological parameters are determined by hydraulic-mechanical coupling rheological tests of the simulated soft seabed sediments. Interaction model of the tracked mining collector and the soft seabed sediments are established and lab tests of prototyping were carried out to study the law of settlement and adhesion of the mining collector driving on the softed seabed sediments as well as influencing factors. Calculation program of the nonlinear rheological deformation of the soft seabed sediments under hydraulic-mechanical coupling condition is developed based on ADAMS/ATV software in order to simulate the driving performance of the mining collector with different track structural parameters and under different terrain conditions and to propose the optimal design of the tracked mining collector which can be verified by simple tests. Research findings are of theoretical and practical meanings for developing the terrain vehicle mechainics and deep-sea mining technology.
本项目瞄准地面车辆力学领域国际研究前沿,面向我国深海资源开发中长期发展战略需求,针对目前深海采矿技术中存在的忽略稀软底质流变效应问题,首次运用流变力学、车辆地面力学、水动力学等多学科理论,开展基于稀软底质流变分析的履带式集矿机海底行走特性及结构优化研究。通过流变力学、水动力学理论,建立深海复杂环境下稀软底质水-力耦合非线性流变本构关系;通过模拟稀软底质材料的水-力耦合流变试验,分析稀软底质的流变特性并确定其流变参数;通过建立集矿机履带-地面力学模型、压陷和剪切试验,揭示出集矿机在稀软底质上沉陷和产生附着力的规律以及影响因素;利用ADAMS/ATV软件平台,开发出稀软底质水-力耦合非线性流变分析计算程序,实现对具有不同履带结构参数的集矿机在多种复杂工况下行走特性的动力学仿真计算,提出集矿机履带结构优化方案。研究结果对促进车辆地面力学发展和我国深海采矿技术研究与开发具有重要的理论与实际意义。
结项摘要
本项目瞄准地面车辆力学领域国际研究前沿,面向我国深海资源开发中长期发展战略需求,针对目前我国深海采矿技术中存在的忽略稀软底质土流变效应问题,深入开展基于深海稀软底质流变分析的履带式集矿机行走特性及结构优化研究。首次系统研究深海原状土微观结构和物理力学性能,提出了最佳模拟土配制方法;首次基于流变力学理论,建立了深海模拟土在各种荷载作用下(含压陷、直剪、压剪、动压陷、动压-剪)的流变本构模型;通过自行设计的压剪、动压陷、动压-剪流变试验系统开展多种形式的流变试验,确定了各种流变参数,并首次证实了深海模拟土存在压-剪耦合流变效应;提出了基于流变模型的集矿机履带板直行和转弯时的牵引力计算公式,并通过自行设计的牵引力试验得到验证;建立了基于流变模型的集矿机履带板多目标优化理论,得到的结构优化参数通过试验和仿真计算得到验证;利用ADAMS/ATV软件并自行开发各种流变本构模型的子程序,实现了集矿机在多种复杂工况下行走特性的仿真计算,在所有的流变和常规本构模型中,压-剪耦合流变模型计算得到的沉陷最大、牵引力最小;建立了基于有效沉陷面积的新型车辆通过性准则,预测了在已知接地比压分布已知的情况下,集矿机所能通过的最大沟壑宽度。研究结果对促进地面车辆力学发展和深海采矿技术开发与应用具有重要的理论和实际意义。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
Experimental study on triaxial compressive creep model of simulative soil for deep-sea sediment
深海沉积物模拟土三轴压缩蠕变模型试验研究
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:Journal of Central South University(Science and Technology)
- 影响因子:--
- 作者:Ma, Wenbo;Rao, Qiuhua;Feng, Kang;Xu, Feng
- 通讯作者:Xu, Feng
Impact Compressive Creep Characteristics of Simulative Soil for Deep-Sea Sediment
深海沉积物模拟土的冲击压缩蠕变特性
- DOI:10.1080/1064119x.2014.1003160
- 发表时间:2016-05
- 期刊:Marine Georesources & Geotechnology
- 影响因子:2.2
- 作者:Ma, Wen-Bo;Rao, Qiu-Hua;Xu, Feng;Feng, Kang
- 通讯作者:Feng, Kang
Shear creep parameters of simulative soil for deep-sea sediment
深海沉积物模拟土剪切蠕变参数
- DOI:10.1007/s11771-014-2477-3
- 发表时间:2014-12-01
- 期刊:JOURNAL OF CENTRAL SOUTH UNIVERSITY
- 影响因子:4.4
- 作者:Ma Wen-bo;Rao Qiu-hua;Feng Kang
- 通讯作者:Feng Kang
Experimental research on grouser traction of deep-sea mining machine
深海采矿机履带齿牵引试验研究
- DOI:10.1007/s10483-015-1979-6
- 发表时间:2015-09-01
- 期刊:APPLIED MATHEMATICS AND MECHANICS-ENGLISH EDITION
- 影响因子:4.4
- 作者:Ma, Wenbo;Rao, Qiuhua;Xu, Feng
- 通讯作者:Xu, Feng
Macroscopic properties and microstructure analyses of deep-sea sediment
深海沉积物宏观性质与微观结构分析
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:Yantu Lixue/rock and Soil Mechanics
- 影响因子:--
- 作者:Rao, Qiu-Hua;Wu, Hong-Yun;Guo, Shuai-Cheng;Li, Peng
- 通讯作者:Li, Peng
共 5 条
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其他文献
含III型复合加载下岩石断裂特征
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:湖南理工学院学报,18(3)2005
- 影响因子:--
- 作者:疗政峰;饶秋华
- 通讯作者:饶秋华
基于微极理论的新型FeAl多孔材料弹性模量研究
- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:中南大学学报(自然科学版)
- 影响因子:--
- 作者:苏淑兰;饶秋华;贺跃辉;张惠斌
- 通讯作者:张惠斌
脆性岩石热-水-力耦合损伤本构模型研究
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:Journal of Central South University,21(3), 2014, 1136-1141 (SCI、EI收录).
- 影响因子:--
- 作者:李鹏;饶秋华;李卓
- 通讯作者:李卓
FeAl金属间化合物多孔材料压缩力学性能
- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:稀有金属材料与工程
- 影响因子:--
- 作者:苏淑兰;饶秋华;贺跃辉
- 通讯作者:贺跃辉
基于中心组合设计的颗粒流平直节理模型宏-细观参数相关性研究
- DOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2021.03.012
- 发表时间:2021
- 期刊:中南大学学报. 自然科学版
- 影响因子:--
- 作者:张权;饶秋华;沈晴晴;李卓
- 通讯作者:李卓
共 13 条
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饶秋华的其他基金
基于动态热—水—力耦合多裂纹扩展理论的深部矿—热共采缝网形成机制及非线性渗流—传热特性研究
- 批准号:52374109
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- 资助金额:50.00 万元
- 项目类别:面上项目
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- 批准号:
- 批准年份:2020
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- 项目类别:面上项目
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- 批准号:51474251
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- 项目类别:面上项目
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- 资助金额:38.0 万元
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热-力耦合条件下岩石断裂特征及止裂条件研究
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- 批准年份:2003
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- 项目类别:面上项目