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深海作业装备设计与分析

主要研究系统建模、仿真技术,结合实际实验数据,对海洋矿产资源开发的作业环境,设备进行建模和仿真研究,为设备设计和性能分析提供支撑,建设深海资源开采技术资料数据库和开采过程三维视景仿真与虚拟现实等。 

成果: 

开展深海履带式采矿车稀软底质通过性能及越障避障性能仿真分析研究,构建了采矿车多体动力学及机电液控多领域协同仿真模型,完成了采矿车预定路径跟踪及防滑运动控制策略设计。 

开展大跨度多介质复杂工况下的深海采矿整体系统(深海底采矿车-扬矿输送管线-水面采矿船)的空间形态变化规律、各子系统间相互作用力等关键动力学研究,构建了深海采矿系统整体联动动力学模型。 

试验条件: 

深海作业装备设计与分析实验室包括深海采矿技术研究仿真分析工作站和深海采矿扬矿管道系统力学行为模拟试验系统。深海采矿技术仿真工作站硬件设备包括:曙光A840r-H 高端服务器,曙光A440-FY 低端服务器,HP Z800工作站,EPSONEMP6110工程投影仪等,配置的CAD/CAE软件包括:机械系统动力学分析软件ADAMS及履带式车辆分析工具箱ADAMS/ATV,ANSYS,SOLIDWORKS,MATLAB,以及SQL 2008 Sever标准版等;深海采矿扬矿管道系统力学行为模拟试验系统占地面积620m2,该系统可进行采矿船海面六自由度运动模拟实验,升沉补偿模拟试验,扬矿管道力学行为试验,以及布放回收动力学分析模拟试验。 

目前实验室拥有的仪器设备共计203套,原价值共计1551.94万元,其中50万元以上的设备8套,总价值850万元。实验室拥有的无堵塞多级输送泵是参加国家863计划项目“深海多金属结核和富钴结壳采掘与输运关键技术及装备”海上试验的关键设备,其功能为深海矿物粗颗粒浆体的输送提供动力,海试的成功突破了深海矿物输送技术多年尚未解决的关键技术,验证了深海采矿输送技术参数的可行性,为我国6000米深海采矿系统研发和工程化提供技术支撑。 

 装备模拟图1

 装备模拟图2

 装备模拟图3

 装备模拟图4

 装备模拟图5

 装备图片1

 装备图片2

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