【摘要】：海底電纜的嚴(yán)重彎曲會(huì)導(dǎo)致漏電、接地、短路和斷纜等事故。通過實(shí)體實(shí)驗(yàn)研究海底電纜的彎曲特性存在成本高、難度大,海底電纜各層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)不易獲取等問題。為此,文中提出了單芯光纖復(fù)合海底電纜彎曲有限元建模實(shí)驗(yàn)方法。對(duì)海底電纜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)化,建立了單芯海底電纜有限元模型,選用SOLID164和SHELL163單元,利用ALE算法,結(jié)合掃略和映射方法進(jìn)行網(wǎng)格劃分,對(duì)模型進(jìn)行了求解,根據(jù)力學(xué)和結(jié)構(gòu)特性對(duì)海底電纜進(jìn)行了單端約束并施加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量載荷,真實(shí)地模擬了海底電纜的彎曲過程。結(jié)果表明,模型沙漏能控制在內(nèi)能的1%以內(nèi),海底電纜各層應(yīng)力、應(yīng)變數(shù)據(jù)符合彈塑性材料特性和工程經(jīng)驗(yàn),為海底電纜彎曲特性的研究和光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用提供了參考。
[Abstract]:Severe bending of submarine cables can lead to leakage, grounding, short-circuit and cable breakage. It is difficult to study the bending characteristics of submarine cable by physical experiment, and it is difficult to obtain the structural data of each layer of submarine cable. In this paper, a finite element modeling method for single core fiber optic fiber composite submarine cable bending is presented. The structure of submarine cable is simplified, and the finite element model of single core submarine cable is established. The model is solved by using SOLID164 and SHELL163 elements, using ALE algorithm, combined with sweeping and mapping methods. According to the mechanical and structural characteristics, the single end constraint and the moment of inertia load are applied to the submarine cable, and the bending process of the submarine cable is simulated. The results show that the model hourglass energy is controlled within 1% of the internal energy, and the stress and strain data of each layer of submarine cable accord with the characteristics of elastic-plastic material and engineering experience, which provides a reference for the study of bending characteristics of submarine cable and the application of optical fiber sensing technology.
【作者單位】： 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司舟山供電公司;浙江舟山海洋輸電研究院有限公司;華北電力大學(xué)電子與通信工程系;
【基金】：浙江省電力公司項(xiàng)目(5211ZS14009M) 國(guó)家自然科學(xué)基金(51407074) 河北省自然科學(xué)基金(E2015502053)~~
【分類號(hào)】：P756.1

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本文編號(hào)：2176283