深海集矿车履带-土体相互作用研究

刘磊; 刘钦; 谭林; 毛利建; 薄占顺; 王成亮

doi:10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2025.0514

西安科技大学学报 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (05) : 983 -993. DOI: 10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2025.0514

深海集矿车履带-土体相互作用研究

刘磊, 刘钦, 谭林, 毛利建, 薄占顺, 王成亮

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摘要

为确保深海履带式集矿车在深海软底质沉积物上稳定行驶，提高海底矿物开采效率，解决锰、铜、镍、钴等重要金属匮乏问题，采用理论分析、室内试验和数值模拟，利用Recurdyn与EDEM对集矿车在软底质土体上的动态行驶进行耦合模拟，研究履齿结构等因素对集矿车牵引力、行驶性及齿后土体破坏的影响。结果表明:增加履齿高距比或减小履齿节高比可提高集矿车履带在软底质沉积物上的净牵引力;增加履齿高度调整高距比或合理设计履带板间距控制节高比可实现提高集矿车履带在软底质沉积物上的行驶性;合理控制接地压力有利于集矿车履带在软底质土体上的通过性与可行驶性;履齿高距比与节高比因素下的入土端和出土端齿后土体破坏近似为楔形体滑动破坏，中间段履齿后土体破坏近似为矩形体平移破坏。研究可为DEM离散元法在履带-土体相互作用研究中提供一定依据。