光纖復合海底電纜扭轉的有限元建模

林曉波，盧志飛，甘 純，李劍波，呂安強3，柳小花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）

光纖復合海底電纜扭轉的有限元建模

林曉波1，2，盧志飛1，2，甘 純1，李劍波1，呂安強3，柳小花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）

海底電纜在裝載、運輸、敷設和運行過程中，受外界多種因素的影響時常會發(fā)生扭轉，利用建模仿真的方法不僅可以克服實體試驗操作困難的難題，還可獲得實體試驗難以提取的數據。文章利用ANSYS軟件建立海底電纜扭轉的有限元模型，進行了單元類型的選擇、各層材料屬性及參數的確定和網格劃分方式的選擇，并且分析、控制了影響計算時間和精度的因素，最后對海底電纜施加扭轉載荷，仿真扭轉發(fā)生過程，獲取銅導體和光單元的應力及應變數據，為分析海底電纜扭轉的力學特性提供了一種可行方案。

光纖復合海纜；扭轉；應力；應變；有限元分析

0 引 言

隨著我國海洋事業(yè)的不斷發(fā)展，海底電纜（簡稱海纜）的需求日益增加。但海纜在裝載、運輸、敷設和運行中，受卷繞、拉伸及洋流等外界因素影響會發(fā)生扭轉，若扭轉角度超過海纜所能承受的范圍，將對海纜的正常運行造成威脅。由于海纜結構復雜、造價高，實體試驗條件要求苛刻，操作困難且難以獲取海纜各層數據［1］，因此本文采用有限元建模仿真方法對海纜的扭轉特性進行相應研究。……