不同约束条件对深海采矿输送管道动力学的影响

针对深海采矿系统长距离垂直输送管道顶端不同约束条件对复杂流固耦合振动特性的影响，采用基于双向流固耦合的模态分析方法，重点研究了铰接约束和弹性约束对管道固有频率及振型的影响；结合模态分析结果以及管道外壁所受应力和变形情况，对弹性约束管道进行谐响应分析，并根据分析结果对结构进行了优化设计。研究表明：对比两种约束条件模态分析结果，弹性约束管道固有频率最大、振幅最小，且振型最为简单，实际工程中管道顶端选用弹性约束最合适；当激励频率处于第7阶固有频率附近时，管道的振动响应最为激烈；通过增焊强环圈的方法对输送管道进行优化，对比优化前后模态分析结果，证明了优化的可行性。