深海环境地貌复杂,有以坚硬岩石为底质的海山、也有以稀软沉积物为底质的海床。当深海着陆器在坚硬的海山上坐底时,深海着陆器因为坐底冲击应力过大,容易导致框架结构变形、设备出现损伤问题。由于深海表层沉积物具有高液限、高塑性、高孔隙比、高含水率、高固结系数、低压缩模量和低抗剪强度的特性。当深海着陆器在稀软的海床上坐底时,容易造成着陆器在沉积物中沉陷量过大的状况。在这种状况下,深海着陆器上搭载的探测仪器和底部抛载结构完全陷入沉积物中,造成探测仪器不能准确探测深海环境参数;或者抛载机构由于沉积物的堵塞,压载块不能脱离本体,难以上浮,造成回收失败。因此需要深海着陆器具有良好的抗冲击和抗沉陷性能。针对深海着陆器在沉积物底质情况下坐底动力学过程,本文作了以下研究:第一、对深海着陆器的常用典型框架结构进行坐底分析。运用ANSYS Workbench静力学分析模块,对框架结构载荷与应变应力关系进行分析,总结框架结构的受力变形特点;通过Explicit Dynamics模块,对深海着陆器在沉积物上沉陷量与底部形状关系进行分析,总结框架结构底部形状抗沉陷特点。第二、以大洋C-C矿区沉积物底质作为参考对象,确定了深海表层沉积物模拟土模型及模拟土力学参数。基于Bekker承压模型、Janosi和Hanamoto剪切模型及深海沉积物剪切损伤演化方程,根据深海表层沉积物模拟的力学性能和参数,结合深海着陆器具体投放方案和深海着陆器在沉积物上相应的坐底姿态,推导出深海着陆器在沉积物上坐底的动力学方程。第三、研究了在不同的坐底速度下,深海着陆器在表层沉积物中下沉深度的相关问题。运用Explicit Dynamics模块对深海着陆器在海底沉积物上坐底过程进行仿真。分析深海着陆器以不同速度与沉积物坐底碰撞时的动力响应,根据仿真数据和深海着陆器样机参数,给出了特定深海着陆器的坐底速度与沉降关系的方程。第四、以深海着陆器样机在南海投放与回收试验的测试数据为基础,分析了深海着陆器的坐底过程,为深海着陆器的设计和应用提供仿真数据分析参考。本文所做研究为深海着陆器框架结构抗冲击设计和坐底速度设计提供了依据,为计算深海着陆器的坐底沉陷量提供了仿真分析方法。