水下链铲式挖沟机切削土体有限元分析

摘要

海底管道通常需要埋在海底泥土里,链铲式挖沟机是海底挖沟设备的一种。采用流固耦合非线性计算方法,利用CEL法对链铲式挖沟机海床作业过程进行了数值计算,分析了链铲开沟过程中的机械切削荷载变化规律,研究了开沟过程中钭齿周围土体的变形规律与破坏机理。数值计算结果表明:开沟过程中钭齿的切削荷载随着切削速度的增大而减小;钭齿的刚度与表面摩擦特性对切削荷载影响较为显著。最后,针对数值计算结果,给出了较为实用的切削荷载计算公式,能够较为准确、高效地对挖沟机切削荷载进行计算,在工程实际应用和深入理论分析方面具有一定的参考价值。