Research on the lightweight structural optimization design of the front collector of the polymetallic nodule miner

合金 有限元法 材料科学 钛合金 结构工程 计算流体力学 机械工程 复合材料 工程类 航空航天工程
作者
Pin-Jian Wang,Li Li,Jia-Bin Wu
出处
期刊:Ocean Engineering [Elsevier]
卷期号:267: 113275-113275 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.oceaneng.2022.113275
摘要

The polymetallic nodule miner (PNM) is prone to sink on deep-sea soft sediments due to its large weight, resulting in decreased mobility performance and mining efficiency. As a heavy-duty mechanism of the PNM, the weight reduction of the front collector (FC) can improve this issue. In this study, the lightweight optimization design of the FC was presented. The hydrodynamic forces on the FC were calculated by computational fluid dynamics (CFD) simulation and fully mapped as nodal loads into the finite element method (FEM) model to obtain the structural performance of the FC in the deep sea. Aluminum alloy and titanium alloy were applied in the FC, and then the structures of the FCs with different materials were optimized using the response surface method (RSM) surrogate model. After the lightweight design, the structure-optimized FC with steel, FC with aluminum alloy, and FC with titanium alloy were lightened by 4.15%, 19.22%, and 14.67%, respectively, while their structural performances were improved. A comparison of the optimization effects revealed that the application of aluminum alloys and further structural optimization comprises the optimal solution. The research conducted in this study provides a useful reference for the structural design of the FC.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
大尧子完成签到 ,获得积分10
1秒前
wanghao完成签到 ,获得积分10
1秒前
英俊的铭应助2Y采纳,获得10
5秒前
陆黑暗完成签到 ,获得积分10
6秒前
rice0601完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
风风完成签到 ,获得积分10
12秒前
阳光友蕊完成签到 ,获得积分10
14秒前
Libgenxxxx完成签到,获得积分10
14秒前
开心的人杰完成签到,获得积分10
15秒前
lxhhh完成签到,获得积分10
16秒前
ccy2023完成签到 ,获得积分10
20秒前
是我不得开心妍完成签到 ,获得积分10
25秒前
小蘑菇应助稳重的蜜蜂采纳,获得10
25秒前
27秒前
C2750完成签到,获得积分10
27秒前
畅快山兰完成签到 ,获得积分10
30秒前
收拾完完成签到 ,获得积分10
33秒前
EE完成签到 ,获得积分10
35秒前
huangqian完成签到,获得积分10
36秒前
petrichor完成签到,获得积分10
37秒前
李骁完成签到 ,获得积分10
39秒前
田様应助民族风采纳,获得10
41秒前
HTY完成签到 ,获得积分10
43秒前
聪明小丸子完成签到,获得积分10
43秒前
jin1233完成签到 ,获得积分10
44秒前
呆呆完成签到 ,获得积分10
45秒前
47秒前
民族风完成签到,获得积分20
49秒前
52秒前
民族风发布了新的文献求助10
52秒前
大力的小熊猫完成签到 ,获得积分10
53秒前
闵不悔完成签到,获得积分10
55秒前
帅气的逍遥完成签到 ,获得积分10
58秒前
MS903完成签到 ,获得积分10
1分钟前
taipingyang完成签到,获得积分10
1分钟前
眠眠清完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
jkaaa完成签到,获得积分10
1分钟前
蓝天完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Evolution 3rd edition 1500
Lire en communiste 1000
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 700
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
2-Acetyl-1-pyrroline: an important aroma component of cooked rice 500
Ribozymes and aptamers in the RNA world, and in synthetic biology 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3180028
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2830388
关于积分的说明 7976586
捐赠科研通 2491954
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1329130
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 635669
版权声明 602954