导读:本文包含了集矿机论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:深海,底质,模型,动力学,矿车,特性,牵引力。
集矿机论文文献综述
许锋,饶秋华[1]（2019）在《深海底质流变特性与履带式集矿机通过性准则研究》一文中研究指出基于集矿机履带上各点沉陷不同所形成的沉陷形状,通过功能原理并结合深海地形障碍(沟壑、上下坡)的几何形状,定义了沉陷面面积参数,并综合考虑深海底质模拟土流变特性、履带结构参数、多种接地比压分布等,建立了新型履带式行走机构越障的通过性准则,为深海集矿机采矿作业的安全性评定提供重要的理论依据。(本文来源于《中国力学大会论文集（CCTAM 2019）》期刊2019-08-25）
杨晓,王敏[2]（2018）在《基于LabVIEW深海集矿机避障导航控制系统设计》一文中研究指出发现障碍物后实施避障行为和绕开障碍物后回到预定开采路径继续进行采矿是深海集矿机避障导航控制系统必须解决的问题。根据集矿机控制系统实际要求,设计由测障声纳、定位声纳和方向罗盘组成的前端采集系统,设计基于电液控制的液压转向系统,给出了集矿机导航避障所需的下位机前端硬件采集系统,根据实际情况给出了导航避障控制系统的详细设计流程,并以此为基础,采用LabVIEW和Matlab混合编程的方法,设计了实现软件和硬件相连的LabVIEW上位机控制程序;将BP神经网络成功地导入了LabVIEW的编程界面;同时,经过图形化编程实现了网络输入模式识别。结果可知:结合实际海底车控制策略,利用声学和光学仪器结合使用的信息融合技术来完成缓坡检测问题,并结合上述设计方案给出实现完整避障导航的硬件系统组成;应用LabVIEW中的Matlab Script节点技术,建立软件和硬件的连接,用于实际控制,从而使得集矿机在真实作业环境下可以实现准确的障碍物绕行。(本文来源于《机械设计与制造》期刊2018年08期）
许锋,饶秋华,马雯波[3]（2018）在《深海底质流变特性对履带式集矿机转弯牵引力的影响（英文）》一文中研究指出基于采自太平洋C-C矿区深海原状底质土的主要物理和力学特性,通过将膨润土与特定比例的水进行混合成功配制出最佳深海模拟底质土。基于内时理论建立深海模拟底质土压-剪耦合流变本构方程,并采用压缩蠕变试验和压-剪蠕变试验得到相应的压-剪耦合流变参数。通过首次考虑深海模拟底质土耦合流变模型和履带式集矿机沉陷与推土阻力,推导出一种新的集矿机转弯牵引力计算公式,并详细分析履带式集矿机转弯速度、履带间距和履带接地长度对转弯牵引力的影响规律。研究结果为履带式集矿机的深海作业安全和优化设计提供了理论基础。(本文来源于《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》期刊2018年06期）
宋伟[4]（2018）在《深海采矿举升硬管力学分析与集矿机设计》一文中研究指出随着全球陆地资源的日趋紧张、世界经济和现代科技的飞速发展,开发海洋矿产资源成为世界各国发展的战略目标。随着各国对深海采矿技术研究加深,研究关键聚焦在如何高效、节能的采集输送矿石,矿石输送的核心部件举升管道受到复杂的海况载荷影响,容易产生共振、疲劳、冲蚀等各种失效,需要对其力学特性进行分析,为减小共振、缓解疲劳、减小冲蚀提供理论基础;同时为提高矿石采集效率,有必要对海底集矿机进行优化设计。针对现有采矿举升方案和集矿机技术的不足,本文广泛调研国内外深海采矿举升系统和集矿机研究现状后,采用全硬管阶梯式管柱水力举升方式,提高了举升效率、降低了管柱在波浪洋流下的振幅、减小了管柱所受轴向应力;深海采矿集矿机则选用复合双喷式结核获取方式,此方式既能克服纯机械式结构复杂,可靠性不高的缺点,又能避免纯水力式引起的流场作用受限于集矿机离地高度,提高了矿石采集效率、扩大了集矿机应用范围。本文具体研究内容如下:(1)本文广泛调研国内外深海采矿系统研究现状,确定了全硬管深海采矿系统研究方向,并建立了举升硬管力学模型,对举升硬管模型进行求解,得到不同管柱结构形式轴向振动、应力规律和不同海浪周期下阶梯举升硬管纵向振动、应力规律,为减小举升硬管振幅及轴向应力、避免共振导致管柱寿命缩短提供了理论基础。(2)运用相似理论,对采矿船拖拽管线情况进行模拟,求解出扬矿管线上下端连接处弯矩变化曲线,确定集矿机的采矿范围为以采矿船为中心,半径133m～430m的环形区域。(3)对硬管和软管受管内矿浆冲蚀规律进行分析,发现软管在深海中呈弯曲状,冲蚀程度远大于硬管,验证了采用全硬管结构的合理性;对不同矿石体积浓度、矿浆速度和结核粒径情况下硬管冲蚀情况进行分析,得到不同因素对冲蚀性能的影响规律。(4)在对国内外集矿机现状详细调研的基础上,经过优选确定了复合双喷式采矿方式,对水力采矿可行性进行了验证,对关键部件——集矿头、破碎模块进行详细设计,集矿头喷嘴采用射流性能优越,能量损失小的圆锥收敛型喷嘴。破碎模块采用螺旋布置的双齿辊破碎方式,将块状物料进行多次破碎,提高了破碎效率、改善了破碎效果。对集矿机周围流场进行分析,为集矿机在海底的矿石采集和自身运移提供了理论基础。(本文来源于《西南石油大学》期刊2018-05-01）
李雅利[5]（2017）在《深海集矿机在稀软底质土上行走动力学仿真研究》一文中研究指出经过多年实践和论证,我国进行深海采矿的现行技术方案是采用水力式集矿方式,该深海采矿系统主要由水面平台、水下垂直输送系统和履带式集矿机叁部分组成,而集矿机是深海采矿系统中的重要装备和核心技术单元。由于深海多金属结核矿区地形复杂多变,深海表层稀软底质土有极高的含水率、极小的内摩擦角、高液限、高塑性、大孔隙比、低强度、低重度等特性,因此需要集矿机具备良好的抗沉陷和抗打滑性能以及良好的转向和爬坡性能等,而这些性能是履带结构参数与稀软底质土耦合作用的结果。本文基于Bekker承压模型、Janosi和Hanamoto剪切模型,结合新型履带式集矿机的具体设计方案,根据深海表层稀软底质土的性能和参数,构建了适应该集矿机的稀软底质土模型;并在多体动力学软件RecurDyn中建立了履带式集矿机虚拟样机模型,分别对直线行驶、转向和爬坡等基本动作进行了动力学仿真研究。为了更好理解集矿机在稀软底质土上的动力学行为,还比较了集矿机在重粘性土上行走的特性,对比研究了集矿机在不同性质土壤中的运动学、动力学特性,评价和预测了履带式集矿机的性能。计算结果表明,1、集矿机以1m/s的速度在稀软底质土上爬坡的极限坡度是31°,而在重粘性土中能够攀爬更陡的坡,根据我国深海矿区地形地貌特征,集矿机的爬坡高度不大于15°,集矿机在稀软底质土上能顺利爬坡行驶,有良好的爬坡性能。2、静止状态下,集矿机在重粘性土和深海稀软底质土中沉陷量分别是2mm和19.51mm;当集矿机以1m/s的速度运动时,在重粘性土和深海稀软底质土中的沉陷量分别是25.89mm和33.65mm;稀软底质土中,集矿机分别以1m/s、0.6m/s和0.4m/s的速度运行时,沉陷量分别是33.65mm、35.63mm和37.88mm,在集矿机在稀软底质土上的沉陷比重粘性土中的沉陷要大,速度减小时集矿机的沉陷量有增大的趋势,集矿机在稀软底质土上的抗沉陷性能良好。3、当集矿机两侧履带速度差是0.8m/s时,集矿机在重粘性土和深海稀软底质土的转弯半径分别是4.9m和4.6m,集矿机两侧速度差越大,集矿机的转向半径越小,集矿机在稀软底质土上转向平顺。(本文来源于《湘潭大学》期刊2017-04-01）
黎宙[6]（2016）在《深海集矿机行走时流场及水阻力特性的研究》一文中研究指出本文以国家自然科学基金项目(编号:51434002)为依托,采用CFD数值计算和室内模型试验方法,对深海采矿系统中的履带式自行集矿机的水阻力特性进行研究,并通过对计算结果的分析进行了模型的外形优化设计,论文主要研究内容和结果如下:(1)对我国“九五”深海集矿模型机进行了叁维简化建模,通过选取适当的计算模式,对集矿机工作时的叁维粘性流场进行了数值模拟,分析表明水阻力主要来源于采集装置和浮体,其阻力系数为0.78,在速度1.2m/s时,水阻力达7473N。(2)为减少集矿机所受的水阻力,设计了几种集矿机的外形优化模型,并分别在相同的边界条件下进行了数值计算,通过对计算结果的比较分析,说明无浮体模型能显着降低水阻力,集矿机横截面积的大小对其水阻力有直接影响关系。(3)按照与原模型1:20的比例进行了模型的拖曳试验。根据各试验模型水阻力的测试和数值分析结果,运用雷诺相似准则及欧拉相似准则对深海条件下集矿机的数值计算结果进行了验证,两者数据能较好的吻合,误差控制在10%以内。论文通过采用数值计算和模型试验相互结合的方式,为深海集矿机行走时的水阻力的计算提供了一种新的方法。优化模型的设计对于今后集矿机的外形设计具有一定指导意义。(本文来源于《长沙矿冶研究院》期刊2016-06-15）
张滔,戴瑜,刘少军,陈君,黄中华[7]（2015）在《深海履带式集矿机多体动力学建模与行走性能仿真分析》一文中研究指出深海底极稀软底质是一种完全不同于陆地表面的特殊底质,对海底作业机器的结构设计及其行走性能提出高要求。根据海底底质物理力学特性,配制实验室模拟底质,基于车辆地面力学理论,开展模拟履带板与模拟底质相互作用力学特性试验,分别获得法向压力-沉陷、水平切应力-剪切位移函数关系式。根据深海底履带式集矿机详细结构设计参数,采用动力学建模与仿真程序Recur Dyn/Track构建海底履带式集矿机多体动力学模型。应用实验室模拟试验获得的海底底质力学特性关系式,采用C语言编写用户自定义子程序,基于Recur Dyn/Track进行二次开发,实现深海底特殊底质力学模型在Recur Dyn/Track中的构建。开展海底底质特殊力学载荷下履带式集矿机多种行走工况动力学仿真,分析与评价其行走性能,为实际深海底履带式集矿机的结构设计优化、行走性能评估及行走控制研究奠定基础。。(本文来源于《机械工程学报》期刊2015年06期）
韩庆珏[8]（2014）在《深海履带式集矿机打滑及路径跟踪控制问题研究》一文中研究指出摘要：履带式行走机构由于其自身特殊的结构特点经常被应用在军事、农业以及采矿领域。对于深海多金属结核及钴结壳采矿而言,众多国家都相继研制出了海底履带式采矿系统。履带式集矿机作为深海采矿系统的关键子系统,其作业环境下的运动控制问题成为研究热点。集矿机行走在海底极其稀软的底质上,其行走动力来自于履带与海底软底质之间的相互剪切作用。由于软底质固有的土力学特性,集矿机海底作业过程中履带会产生一定的打滑作用,打滑率的变化将直接影响到集矿机海底行走动力性能。同时,集矿机海底作业过程需按照预先设定路径进行开采行走。但由于受到布放偏差、海底软底质、洋流等作用的影响,集矿机实际行走路径与预定路径存在一定的偏差。为保证集矿效率,路径跟踪问题成为集矿机作业过程关键运动控制问题之一。对深海采矿系统而言,为保证整体系统的稳定性,集矿机与采矿船之间的随动控制问题也尤为关键。本文针对上述叁种关键运动控制问题,提出了相应的控制策略和算法,并通过仿真和实验验证了算法的可行性和正确性。论文主要研究成果如下：1.以履带车辆地面力学特性研究为理论基础,利用以膨润土和水的混合物作为海底模拟软底质,推导出海底稀软底质压力—沉陷关系和剪切应力—剪切位置关系计算公式,建立了集矿机驱动力与打滑率之间的关系。通过对集矿机行走过程各运动阻力的分析,建立了完善的集矿机力学和运动学模型。提出了方便研究的简化力学模型,并对简化可能导致的误差进行了分析,为履带式集矿机运动控制研究提供了理论基础。2.基于驱动力与打滑率之间的关系,提出了匀底质条件下最佳打滑率判断标准。通过对集矿机牵引效率分析,建立了非匀底质条件下最佳打滑率辨识方法。建立了履带式集矿机液压驱动模型,通过仿真验证了模型的正确性。提出了模糊PID打滑控制策略,建立了打滑控制系统模型。通过对匀底质和非匀底质条件下打滑仿真结果的分析,证明了控制策略的有效性和稳定性。3.通过对集矿机路径跟踪控制问题的描述,建立了集矿机路径偏差模型。综合考虑了集矿机行走动力约束、跟踪路径平滑性以及跟踪时间最优叁个因素,提出了以叁次样条曲线为跟踪路径的时间最优控制策略。通过构造李雅普诺夫函数,提出了满足算法稳定性要求,针对由于布放偏差导致的算法不稳定的四种情况,提出了相应的控制策略。建立了路径跟踪控制系统模型,通过对同一路径不同跟踪系数仿真结果对比分析,确定了0.66为最佳路径跟踪系数。通过对直线、圆形、实际开采路径的跟踪控制仿真结果分析,验证了控制算法的正确性。通过与PID控制算法的仿真结果的对比,验证了算法的时间最优特性。4.以我国中试1000m海试总体方案为研究基础,分析比较了横纵两种折返作业方式的优缺点。出于整体系统运动复杂性以及对海底环境破坏等因素的考虑,确定纵向折返为整体系统折返方式。分析了整体系统中采矿船、中间仓、集矿机各自的运动安全域,考虑到输送软管马鞍构形的要求,最终确定采矿船与集矿机投影水平距离240m为整体系统联动控制目标。建立了整体联动控制系统,并分别在顺流和逆流条件下对整体系统联动进行了仿真,仿真结果表明整体系统能够满足控制要求。5.进行了集矿机打滑及路径跟踪控制实验。利用沙土与水的混合物作为模拟软底质,通过对比不同配比比例下混合物力学特性,最终确定砂水最佳比例为1.5：1。通过6组打滑牵引实验验证了理论推导方法的正确性。通过跟踪直线、圆形以及开采路径叁次实验,验证了路径跟踪算法的可性能与正确性。(本文来源于《中南大学》期刊2014-06-01）
SAMAILA,UMARU（沙麦一）[9]（2014）在《深海集矿机履带系统优化设计研究》一文中研究指出随着陆地资源的日趋枯竭,世界资源开发的战略眼光开始聚集到海洋上。深海蕴藏着丰富的矿产资源,对人类生产生活有重大应用价值的主要有大洋多金属结核、富钴结壳和海底热液多金属硫化物等,普遍认为目前最具开发前景的是多金属结核,它富含铜、钴、镍、锰、金、银、稀土等。因此,20世纪70年代开始对深海采矿系统进行了大量的研究。集矿车在深海采矿作业中承担了最复杂和最危险的工作,是深海采矿系统中最关键的设备。履带式集矿车比腿式集矿车更具有优势,原因是它满足了深海采矿系统的稳定性所提出的较大浮力和牵引力的要求。履带式集矿车的动力学特性一直是研究热点。深海采矿集矿车不仅与系统各元件之间存在耦合关系,还需要满足承担多任务的各系统元件所提出的设计要求。多学科设计优化方法(MDO)可以满足复杂系统的多目标任务设计的要求。由于概念设计对于最终产品的性能影响最大,而且在概念设计阶段进行修改比在细节设计阶段更容易,因此在集矿车的设计中引入概念设计是很有必要的,集矿车的研制的成败取决于概念设计。为了节约时间和成本,往往在复杂系统的研制中引入概念设计方法,例如公理化设计。往往在若干个概念设计中选择一个较好的设计来降低最终设计的风险,减少系统开发的时间。深海集矿车的设计更注重于整个采矿系统的优化,但是其在深海采矿系统中的重要地位,它的优化设计将对商业化开采产生重要影响。深海采矿系统十分复杂、昂贵,由于物理模型的高费用和高风险,在系统开发的前期往往不进行物理模型的建造。因此,深海采矿仿真系统的开发是早期概念设计的创新,是有效的加速技术成熟的方法,确保系统的稳定性和可靠性。在集矿车作用下的集矿机履带与海底沉积物相互作用力学特性研究十分重要。在模拟海底沉积物上进行集矿车行走性能的研究往往受到各种限制,海底沉积物被认为是弹性的或者刚性的,最好是将其看作塑形介质或者临界土力学状态,本文引入有限元方法或者离散元方法进行研究。为了克服采用模拟海底沉积物进行研究的限制,建立了海底沉积物的临界土力学状态模型,可以对海底沉积物在集矿车作用下的应力和应变进行分析。随着近年来计算机技术和计算方法的发展,出现了海底沉积物的有限元分析(FEM)和离散元分析(DEM)。可以对集矿机履带与海底沉积物相互作用力学特性进行深入研究。在集矿机履带与海底沉积物相互作用力的问题上,车辆行走失败模式比较复杂,履带—沉积物界面的边界条件随设计参数和作业条件的变化而变化,例如沉积物力学特性参数。如果最初不设定好边界条件,仿真就难以进行。因此,边界条件的设计通常依据经验数据和简化假设。深海集矿车的建模需要对履带施加在海底沉积物上的力学特性有深入的了解。由于履带式集矿车的性能主要取决于履带—沉积物界面的法向应力和剪切应力分布,履带集矿车数学建模的基本问题是履带—沉积物界面相互作用力的关系的建立。本文的建模首先假设集矿车做直线运动,之后是转向运动。考虑了施加在集矿车上的主要外力作用,包括牵引力、水动力、集矿头受力、推土阻力、软管受力以及集矿车自身重力等等,同时还考虑了施加在沉积物上的受力包含法向应力和剪切应力。法向应力由集矿车的重量引起的垂直压力产生,可由海底沉积物压力—沉陷关系获得。剪切应力由牵引力和制动力产生,可由剪切应力—剪切位移关系获得。基于Bekker公式可以获得海底沉积物压力—沉陷关系式及相应参数,并根据Muro和O'Brien的工作,在考虑了水动力和软管受力的基础上对参数进行了修正,建立了集矿车静态、动态和转向的数学模型。压实阻力被认为是作用在履带前端接触部分。在进行系统的静态分析时,例如集矿车静止的时候,认为其速度为零,不存在打滑现象,集矿车所受的牵引力和集矿头所受的阻力也均为零。在静态分析时,获得了为了计算确保系统静止的软管受力而建立的集矿车模型所需要的参数。静态分析时,假设集矿车沿直线行走,并得出车身运动方程。在能量消耗分析时,施加在后链轮上的驱动和制动转矩提供的有效的输入能量应等于挤压消耗能量、打滑消耗能量、有效的驱动和制动消耗能量、采集消耗能量以及水动力消耗能量之和。在转向分析时,由于转向时速度很小,忽略了水动力,而摩擦力矩则由履带的打滑、集矿车的横向倾斜角、纵向有效牵引力以及总的有效牵引力得出。为了验证所建立的集矿车数学模型,试验研究是十分必要的。深海采矿系统的质量和体积是很庞大的,因此,基于相似原理和量纲分析建立了实验室履带集矿车物理模型,用来获得行驶时履带车牵引—沉陷关系,获得转向时的转弯半径,并检验试验获取的动力学特性是否与由模型得出的一致。海底沉积物压力—沉陷关系式、实际的转弯半径以及模型方程都由试验得到了验证。仿真时,首先由集矿车的基本参数和海底沉积物的力学特性参数计算出集矿车在静止状态时的接触应力分布(假设履带为刚体)。前引导轮和后驱动轮静态时的总沉陷量由Bekker公式和集矿车的倾斜角计算得出。获得了不同偏心距时的静态、动态和转向方程。MATLAB R2011用来进行模型受力的仿真计算,计算结果由MINITAB14来存储和分析。MINITAB14用于确定仿真变量之间的关系,JMP6SARS用于绘制二维图形来描述变量之间的关系。在静止状态下,软管受力和倾斜角之间是线性关系的假设是成立的。履带推力和偏心率随着软管连接夹角的增加而增加。当软管连接夹角小于零时,地面反作用力和倾斜角随软管连接夹角的增加而减小；当软管连接夹角大于零时,地面反作用力和倾斜角随软管连接夹角的增加而增加。履带推力和偏心率的最大值取决于软管连接夹角的最大值。然而地面反作用力和倾斜角的最大值取决于软管连接夹角的最大绝对值。当坡度小于零时,履带推力、地面反作用力和倾斜角随坡度增加而增加；当坡度大于零时,履带推力、地面反作用力和倾斜角随坡度增加而减小。偏心率随坡度的增加而增加。这里,偏心率的最大值取决于坡度最大值。当坡度为零时,履带推力、地面反作用力和倾斜角达到最大值。动态分析时,部分变量是彼此相关的,但是还有部分变量是不相关的。软管连接夹角和坡度仅与压实阻力和牵引力相关。当软管连接夹角小于零时,压实阻力和有效牵引力随软管连接夹角的增加而减小；当软管连接夹角大于零时,压实阻力和有效牵引力随软管连接夹角的增加而增加。当坡度小于零时,压实阻力和有效牵引力随坡度的增加而减小；当坡度大于零时,压实阻力和有效牵引力随坡度的增加而增加。压实阻力和有效牵引力取决于软管连接夹角绝对值的最大值,当坡度为零时达到最大值。速度仅与水动力和有效牵引力有关,随水动力和牵引力的减小而增加。当速度为零时,水动力和有效牵引力达到最大值。打滑率与打滑能量有关,当打滑能量从零开始增加到12%时,打滑率开始下降,并保持在50%左右的恒定水平。打滑率为12%时,打滑力达到最大值。在转向分析时,同样是部分变量是彼此相关的,但是还有部分变量是不相关的。转向速比与总的有效牵引力、纵向有效牵引力、地面反作用力、驱动力、履带推力有关。尽管与转向速比的变化相比,纵向有效牵引力、地面反作用力、履带推力和有效牵引力的变化很小。总的有效牵引力和地面反作用力随转向速比的增加而减小。纵向有效牵引力、驱动力、履带推力和有效牵引力岁转向速比的增加而增加。总的有效牵引力随转向速比的增加而减小,而驱动力岁转向速比的增加而增加。软管连接夹角与所有的受力相关,除水动力、横向有效牵引力和履带推力之外。当软管连接夹角小于零时,总的有效牵引力随软管连接夹角的增加而减小；当软管连接夹角大于零时,总的有效牵引力随软管连接夹角的增加而增加。纵向有效牵引力和有效牵引力随软管连接夹角的增加而增加。地面反作用力、驱动力、压实阻力和重力分量随软管连接夹角的增加而减小,总的有效牵引力在软管连接夹角为零时达到最大值。当软管连接夹角为负的最大值时,纵向有效牵引力、有效牵引力、地面反作用力、驱动力、压实阻力和重力分量达到最大。坡度与所有的受力有关,除了水动力、横向有效牵引力和履带推力之外。当坡度小于零时,总的有效牵引力、地面反作用力、压实阻力和重力分量随坡度的增加而减小；当坡度大于零时,它们随坡度的增加而增加。当坡度小于零时,横向有效牵引力和有效牵引力随坡度的增加而增加；当坡度大于零时,它们随坡度的增加而减小。驱动力随坡度的增加而增加。总的有效牵引力、地面反作用力、压实阻力和重力分量在坡度为零时达到最大,纵向有效牵引力和有效牵引力也在坡度为零时达到最大值。速度仅与水动力和驱动力有关,随水动力和驱动力的减小而增加。速度最小时,水动力和驱动力达到最大。打滑率与总有效牵引力、纵向有效牵引力、地面反作用力、驱动力、履带推力和有效牵引力有关。驱动力随打滑率的增加而减小。纵向有效牵引力、履带推力、有效牵引力从零增加到12%时,打滑率下降到50%,并保持在此恒定水平。当总有效牵引力和地面反作用力从零变化到12%,打滑率增加至约50%,并保持在此恒定水平。当打滑率为12%时,受力达到最大。深海集矿车的设计基于集矿机履带与海底沉积物相互作用力学特性,要充分考虑外界环境的影响和材料特性。集矿车拥有一个刚性的底盘,底盘上装有两条履带没有轨道的任何倾斜的入口和带滑转向。底盘的框架是完全刚性的。履带系统由履带板、驱动轮、行走轮、引导轮、托链轮和履带底架组成。履带系统的设计充分考虑了外部环境的影响,其优化设计参考了Wenzlawski的工作。外部环境对材料和功能部件的影响是多方面的,并未完全被发现,因此,完整的系统设计方法是不存在的。履带接触海底沉积物的面积由集矿车在水下的重量决定。这里假设接触压力在接触面上均匀分布。接触压力和剪切强度之间的关系不大,对于车辆通行状况的分析可以忽略。集矿车的最大牵引力取决于接触面积、剪切强度和沉积物的形变。集矿车的速度不小于1m/s。基于集矿车履带系统的各元件的受力分析,本文进行了系统的总体概念设计。本文采用的优化算法基于传统的工程方法。基于已知的履带系统需要满足的要求,本文对系统进行了优化设计,换句话说,优化设计首先是基于已知的要求,然后是未知的。本文采用了适用于多级决策问题优化设计的动态规划。履带尺寸的优化实现了在最小接触面积的条件下获得最大转弯半径,受到集矿车大小的限制。驱动轮的优化实现了消耗最小能量和最少材料,受到集矿车履带尺寸、驱动轮齿以及驱动轮强度的限制。履齿的优化实现了获得最大牵引力和消耗最少材料,受到沉积物承压能力、驱动轮履刺节距和齿距之间的关系、齿距和齿高之间的关系等的限制。履带板的优化实现了获得最大的弯矩和消耗最少材料,离心力必须小于链断裂强度。行走轮的优化将滚动阻力降到最低,并消耗最少材料,受到履齿尺寸和接触长度,以及允许的行走轮距与履带节距比值的限制。引导轮的优化将消耗的材料降到最少,受到集矿车履带尺寸和引导轮承受负载的限制。托链轮的优化将消耗的材料降到最少,受到行走论尺寸、行走轮最小允许半径以及托链轮承受的负载的限制。履带底架的优化实现了在消耗最少材料的条件下获得最大许用应力,受到集矿车履带地盘尺寸和底架承受的负载的限制。优化设计程序采用MATLABR2011编写。RecurDyn软件可以进行系统整体的线性和非线性的有限元仿真分析,可以对实际模型进行设计研究和产品的性能提高研究,对整个系统的动力学特性进行仿真,例如局部的变形和应力。RecurDyn求解器十分强大,由于其先进的完全递归算法,速度比其他动力学求解器快2-20倍。RecurDyn软件十分稳定可靠,所要求提供的系统参数较少。采用了优化设计的集矿车进行了直线走和转向的仿真,研究了作用在履带上的衬套力,以探明履带承受负载的本质。仿真结果表明,同时驱动左右履带得到相同的受力分布,右边的履带受力值略高于左边履带。当在法向平面驱动时,左右两边履带受力的差值更大,此差值在第一秒后消失。在转向时,仿真结果表明,右边履带(外圈)和左边履带(内圈)的受力分布不同,它们交替变化,外圈履带受力值减小更快。(本文来源于《中南大学》期刊2014-03-01）
许焰,吴鸿云,左立标[10]（2012）在《履齿高度对集矿机牵引性能的影响及参数确定》一文中研究指出为研究履齿高度对集矿机在多金属结核矿区稀软底质上的牵引性能的影响,并确定履齿高度,以优化集矿机的行走机构。该文基于稀软底质的剪切位移和应力模型,构建了单履带板、齿与稀软底质的驱动力模型和集矿机的附着力模型,研究了履齿高度参数对集矿机在稀软底质上的牵引性能的影响。结果表明,履齿高度能提高集矿机在稀软底质上的牵引性能:集矿机在稀软底上产生的驱动力随履齿高度增加而快速增加;附着力在齿高小于15cm时随齿高增加快速增加,齿高大于15cm后趋缓。集矿机的齿高应不大于15cm。(本文来源于《农业工程学报》期刊2012年11期）
集矿机论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
发现障碍物后实施避障行为和绕开障碍物后回到预定开采路径继续进行采矿是深海集矿机避障导航控制系统必须解决的问题。根据集矿机控制系统实际要求,设计由测障声纳、定位声纳和方向罗盘组成的前端采集系统,设计基于电液控制的液压转向系统,给出了集矿机导航避障所需的下位机前端硬件采集系统,根据实际情况给出了导航避障控制系统的详细设计流程,并以此为基础,采用LabVIEW和Matlab混合编程的方法,设计了实现软件和硬件相连的LabVIEW上位机控制程序;将BP神经网络成功地导入了LabVIEW的编程界面;同时,经过图形化编程实现了网络输入模式识别。结果可知:结合实际海底车控制策略,利用声学和光学仪器结合使用的信息融合技术来完成缓坡检测问题,并结合上述设计方案给出实现完整避障导航的硬件系统组成;应用LabVIEW中的Matlab Script节点技术,建立软件和硬件的连接,用于实际控制,从而使得集矿机在真实作业环境下可以实现准确的障碍物绕行。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
集矿机论文参考文献
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