深海矿产资源开发技术是目前深海开发领域的重要研究课题,输送管道作为采矿系统中的关键组成部分,其安全性和稳定性问题亟需解决,否则将极大地限制了深海矿产资源开采工作的发展。处于复杂深海环境中的输送管道,容易与流体之间形成强非线性耦合作用,可能影响深海采矿系统的工作效率,更为严重可能导致事故和损失。采用球铰联接代替传统的刚性联接深海采矿输送管道,研究深海采矿多段铰接式输送管道的振动特性和力学特性,重点做了以下工作:（1）根据柔性多体动力学理论和Hamilton能量原理推导出输送管道耦合振动方程,利用函数法对所推导的方程进行离散化处理,并通过有限元软件建立动力学模型进行分析。（2）针对采矿过程中继站由空载状态到满载状态的过程,研究了不同质量中继站对输送管道振动特性的影响,发现输送系统的固有频率随中继站质量增加而减小,从管道振幅变化范围来看中继站的质量越大管道顺流向最大振幅值越小,说明中继站对管道的变形具有一定的抑制作用。（3）针对影响扬矿效率的内部矿浆流速,研究了不同内流速度对输送管道振动特性的影响,发现输送系统的固有频率随着内流流速的提高而降低,管道的振幅都是在中点位置取得最大值,越靠近采矿船和中继站的位置两边呈现不对称的振幅逐渐减小,过高的内流速度会产生过大的振幅。（4）针对采矿船与输送管道的连接方式,研究了铰接约束和弹性约束对输送管道振动特性的影响,发现弹性约束相比铰接约束,固有频率更大,两种约束下管道在靠近中间部分波峰幅值最大,靠近约束处波峰幅值最小,且顶端弹性约束管道增长趋势小于顶端铰接约束。（5）比较了四六级海况下刚性联接和球铰联接对输送管道横向偏移和等效应力的影响,发现刚性联接的输送管道虽然横向最大位移和偏移角度相比铰接联接的管道都要小,但是管道将承受非常大的等效应力和疲劳损伤。铰接联接的输送管道几乎不承受弯矩和扭矩,相比之下更适合深海采矿系统的作业。