机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2012年
19期
134-140
,共7页
宫含洋%王立权%邢晓冬%弓海霞
宮含洋%王立權%邢曉鼕%弓海霞
궁함양%왕립권%형효동%궁해하
海底犁式挖沟机%犁体工作面数学模型%土壤裂解%动力学仿真
海底犛式挖溝機%犛體工作麵數學模型%土壤裂解%動力學倣真
해저리식알구궤%리체공작면수학모형%토양렬해%동역학방진
海底犁式挖沟机犁体工作面的结构直接影响挖掘效率及牵引力大小,对犁体工作面进行数学建模分析及挖掘机理研究具有重要的理论指导和工程实践价值.利用空间平面及水平直元线法建立犁体主切削面和翻抛曲面方程,根据翻抛土壤能量最小方向得到土迹线方程,基于犁体工作面土壤运动机理建立土壤裂解和翻抛的动力学方程,据此确定了牵引力的理论计算方法.数值仿真计算表明,翻抛曲面曲率影响土壤翻抛的法向力及切向力,牵引速度的变化对土壤翻抛的切向力影响较大；影响主切削面受力的主要因素包括土壤粘聚力和内摩擦角,且随着粘聚力与内摩擦角增加,后者对主切削面受力影响较大.海底犁式挖沟机试验样机的陆地试验结果与理论计算结果基本吻合,例如当沟深为0.8 m时,实测牵引力与理论值的相对误差为3％,试验结果验证了所建立的犁体牵引力的理论计算方法的可行性.该研究可以有效预测海底犁式挖沟机工程样机的牵引力,进而为工程样机的设计及海试等提供理论和技术参考.
海底犛式挖溝機犛體工作麵的結構直接影響挖掘效率及牽引力大小,對犛體工作麵進行數學建模分析及挖掘機理研究具有重要的理論指導和工程實踐價值.利用空間平麵及水平直元線法建立犛體主切削麵和翻拋麯麵方程,根據翻拋土壤能量最小方嚮得到土跡線方程,基于犛體工作麵土壤運動機理建立土壤裂解和翻拋的動力學方程,據此確定瞭牽引力的理論計算方法.數值倣真計算錶明,翻拋麯麵麯率影響土壤翻拋的法嚮力及切嚮力,牽引速度的變化對土壤翻拋的切嚮力影響較大；影響主切削麵受力的主要因素包括土壤粘聚力和內摩抆角,且隨著粘聚力與內摩抆角增加,後者對主切削麵受力影響較大.海底犛式挖溝機試驗樣機的陸地試驗結果與理論計算結果基本吻閤,例如噹溝深為0.8 m時,實測牽引力與理論值的相對誤差為3％,試驗結果驗證瞭所建立的犛體牽引力的理論計算方法的可行性.該研究可以有效預測海底犛式挖溝機工程樣機的牽引力,進而為工程樣機的設計及海試等提供理論和技術參攷.
해저리식알구궤리체공작면적결구직접영향알굴효솔급견인력대소,대리체공작면진행수학건모분석급알굴궤리연구구유중요적이론지도화공정실천개치.이용공간평면급수평직원선법건립리체주절삭면화번포곡면방정,근거번포토양능량최소방향득도토적선방정,기우리체공작면토양운동궤리건립토양렬해화번포적동역학방정,거차학정료견인력적이론계산방법.수치방진계산표명,번포곡면곡솔영향토양번포적법향력급절향력,견인속도적변화대토양번포적절향력영향교대；영향주절삭면수력적주요인소포괄토양점취력화내마찰각,차수착점취력여내마찰각증가,후자대주절삭면수력영향교대.해저리식알구궤시험양궤적륙지시험결과여이론계산결과기본문합,례여당구심위0.8 m시,실측견인력여이론치적상대오차위3％,시험결과험증료소건립적리체견인력적이론계산방법적가행성.해연구가이유효예측해저리식알구궤공정양궤적견인력,진이위공정양궤적설계급해시등제공이론화기술삼고.
