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海底犁式挖沟机犁体动力学数值仿真分析
  • ISSN号:1006-7043
  • 期刊名称:哈尔滨工程大学学报
  • 时间:2013
  • 页码:58-64
  • 分类:P754[天文地球—海洋科学]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工程大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51179040);黑龙江省自然科学基金资助项目(E200904).
  • 相关项目:海底开沟机械犁刃裂解土壤的土阻力学及挖掘理论研究
中文摘要:

有效模拟海底犁式挖沟机犁体土壤挖掘过程及分析犁体受力情况对整机结构优化及提高操控性具有重要意义.本文分析了线性Dmcker—Prager塑性屈服准则的土壤弹塑性本构方程,结合一阶线性水波对海底土壤的动压力方程,建立犁体、海底土壤及海流的动力学方程,采用ABAQUS无网格粒子法进行仿真模型的数值求解.通过陆地试验结果验证基于无网格粒子法的犁体挖掘土壤仿真模型的可行性.针对海底作业情况仿真,结果表明水波对犁体牵引力产生正弦影响.同时揭示犁体作业时土壤的应力变化过程,随着土工参数值的增加,犁体牵引力呈非线性增加,其中弹性模量影响较大,不排水剪切强度及摩擦角影响近似.

英文摘要:

In an effort to optimize structure of the overall unit and improve maneuverability, it is important to efficiently simulate the submarine plow body soil cutting process, and analyze the force conditions of the ploy body. The soil constituent model for elastic-plastic behavior based on linear Drucker-Prager plastic yield criterion was analyzed, and by combining the first order dynamic pressure equation of wave vs. the soil of seabed, the dynamics equations for submarine plow body, seabed and seawater were designed. By using the smoothed particle hydrody- namics method utilize the numerical solver ABAQUS, a simulation model was built and solved numerically. This method of simulating was validated to be feasible by using the land experimental results. The results of the simula- tion test in the underwater condition indicate that the wave pressure impacted the plow body towing force with a sine functional tendency depicting vibration. In addition, the observation reveals the soil stress change when the plow body is in operation. With increasing of the soil parameter value, the ploy body towing force rises nonlinearly, among which the influence of the modulus of elasticity is heavier, and the un-drained shearing strength and frictional angle have similar effects.

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期刊信息
  • 《哈尔滨工程大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:哈尔滨工程大学
  • 主编:杨士莪
  • 地址:哈尔滨市南岗区南通大街145号1号楼
  • 邮编:150001
  • 邮箱:xuebao@hrbeu.edu.cn
  • 电话:0451-82519357
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-7043
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1390/U
  • 邮发代号:14-111
  • 获奖情况:
  • 工信部科技期刊评比"优秀期刊奖",中国高校科技期刊评比"精品期刊奖","北方十佳期刊奖",首届黑龙江省政府出版奖--优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:11823