0 引言
在深海采矿过程中，采矿船由于波浪作用而存在升沉运动，使得恶劣海况下的扬矿硬管承受垂直方向严酷的交变荷载，极易导致硬管疲劳损坏、密封泄露等问题的发生。其次，升沉运动会造成硬管底部相对海底发生较大的位移变化，影响采矿软管的悬链形态及集矿车的运动，进而影响采矿作业的安全性、可靠性和高效性。为消除或降低船体升沉运动对采矿硬管系统的影响，工程上多采用波浪补偿装置来为硬管系统提供相对恒定的张力，并通过补偿船体的垂向位移来解决这一问题[1-2]。 波浪补偿装置通常按照工作原理可分为 3 类，即主动式补偿、被动式补偿及主被动复合式补偿系统[3]。
本文主要对AMEsim软件在被动式补偿装置空气系统设计中的一些应用进行探索，研究不同参数对系统性能的影响，为相关设计人员提供有益的参考和建议。
1 系统原理组成
当船体受海浪影响做周期性升沉运动时，升沉补偿装置通过空气系统的压力作用起到气弹簧的作用，为负载提供一定范围的近似恒张力，保证硬管系统的安全运行，其组成及原理见图 1。
空气系统作为被动式升沉补偿装置的重要分系统，主要由工作气瓶、气路模块、管路系统和测控系统等组成。
2 AMEsim 仿真分析
2.1 仿真模型
图 2 为采矿船深沉补偿装置空气系统的仿真模型。工作气瓶采用 PNCH022 子模型，为固定体积，可考虑热交换。主阀采用 PNV0001 子模型，流量系数为常数。管路采用 PNL0001 子模型，可考虑压缩性和摩擦力。蓄能器采用 PNCH012 子模型，可根据模拟蓄能器随活塞运动情况而改变容积，同时可考虑热交换。油缸采用 PNPA001 子模型，气动活塞。油缸行程采用正弦信号、比例和分配器子模型。
