随着海洋油气工业的发展,石油天然气的开采逐渐由浅海转向了深海区域,而海洋钻井平台钻机立根排管装置是海工作业的必须装备。结合工信部项目“第七代超深水钻井平台(船)创新专项”,以立柱式钻机立根排管装置为研究对象,在考虑横摇、横荡和垂荡这三种海浪因素的基础上对其进行动力学建模,并且在此基础上利用ADAMS软件对伸缩机构进行多刚体动力学仿真和多柔体动力学仿真,对二者的仿真结果进行对比分析,研究多柔体动力学仿真的必要性。在钻机立根排管装置多柔体动力学仿真的基础上,应用正交实验法分析海浪等多种因素对其运动轨迹精度影响的敏感性,为改善钻机立根排管工作的准确性提供理论依据。论文主要完成了以下工作:(1)综述了国内外钻机立根排管装置的发展现状,介绍了多柔体系统动力学的研究发展,并且分析讨论了多柔体动力学在钻机立根排管系统研究与应用中的现状。(2)对海洋钻井平台钻机立根排管装置进行了原理介绍。对垂荡、横摇和横荡这三种海浪因素的运动学特性进行了分析,并且在此基础上对钻机立根排管装置的重要组成部分—伸缩机构进行了基于这三种海浪因素下的方案模型建立。(3)在考虑横摇、横荡和垂荡这三种海浪因素的基础上通过多刚体平面运动及动力学的研究方法对伸缩机构进行了多刚体动力学建模。通过多柔体平面运动及动力学的研究方法对伸缩机构进行了多柔体动力学建模,得到伸缩机构的多刚体动力学方程和多柔体动力学方程。(4)应用ADAMS软件对伸缩机构进行了基于垂荡、横荡和横摇这三种海浪因素下的多刚体动力学仿真和多柔体动力学仿真,得到机构夹持爪在刚体情况下和柔体情况下的位移、速度和加速度曲线。(5)在钻机立根排管装置多柔体动力学仿真的基础上,通过正交实验法就垂荡、横荡和横摇等因素对钻机立根排管装置的位移精度、速度和加速度影响的敏感性进行了分析。