三芯光纖復合海纜拉伸的有限元建模與仿真

盧志飛，林曉波，鄭新龍，呂安強，李世強，張 杰

（1.國網浙江省電力公司舟山供電公司，浙江舟山 316021； 2.浙江舟山海洋輸電研究院有限公司，浙江舟山 316021；3.華北電力大學電子與通信工程系，河北保定 071003）

三芯光纖復合海纜拉伸的有限元建模與仿真

盧志飛1，2，林曉波1，2，鄭新龍1，2，呂安強3，李世強1，2，張 杰3

（1.國網浙江省電力公司舟山供電公司，浙江舟山 316021； 2.浙江舟山海洋輸電研究院有限公司，浙江舟山 316021；3.華北電力大學電子與通信工程系，河北保定 071003）

三芯光纖復合海底電纜（簡稱為“海纜”）在運輸、敷設和運行的過程中經常會產生拉伸的機械行為，對其進行拉伸建模仿真，可獲得實體試驗難以得到的應力、應變等數據。文章通過建立海纜拉伸有限元模型，模擬了海纜的拉伸過程。首先根據海纜拉伸的力學特點對結構進行簡化，得到三芯海纜的幾何模型；然后對其施加約束及速度載荷，控制沙漏能，仿真軸向拉伸過程；最后對數據進行有效提取和處理，獲得海纜的應力與應變，為研究海纜的力學性能、判斷海纜工作狀態提供了參考。

三芯光纖復合海纜；拉伸；應力；應變；有限元

0 引 言

隨著我國島嶼間電力網絡的完善、通信需求的增大以及國際間信息化交流的發展，我國海底電纜（簡稱“海纜”）的用量也日益增加［1］。而海底環境的復雜性、海纜敷設不當以及人為破壞都可能對海纜的安全運行造成很大的威脅［2］。海纜在受到機械損害時通常會發生軸向拉伸，這種軸向拉伸是造成海纜機械損壞的主要原因。……