集束动态海底电缆截面机械性能分析

集束动态海底电缆是由多层级螺旋缠绕、非黏结的复合结构,其截面刚度和强度性能的分析对于后续疲劳分析及缆的设计使用具有重要意义。理论方法计算精度小,三维仿真方法计算效率低,难以适应当前对海缆结构进行快速设计分析的要求。本文借助有限元分析软件UFLEX,建立了能够考虑螺旋构件的轴向效应的二维平面模型,分析了集束动态海底电缆的截面力学性能,与理论结果进行对比,验证了有限元分析模型与建模技术的可行性和正确性,为海缆的快速设计和设计前期的结构优化提供了一种可行的解决方案。

基于有限元法集束动态海底电缆载流量仿真计算

集束动态海底电缆(海缆)具有多芯、多次成缆、多层次结构的特点,其在运行过程中的温度效应极为明显。基于COMSOL Multiphysics有限元分析软件,给出了包含集束动态海缆及其敷设环境的电、磁、热场等多物理场耦合分析模型的建立方法和海缆载流量确定方法。通过试验验证了载流量仿真计算结果可靠性以及海缆截面设计可满足传输容量要求。研究结果表明,集束动态海缆损耗主要为导体电阻引起的欧姆损耗,不同的外部环境对海缆的温度分布影响明显。