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《华北电力大学》 2017年
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光纤复合海底电缆扭转与磨损特性的有限元分析

柳小花  
【摘要】:光纤复合海底电缆是保障岛屿与岛屿之间、海上工作平台和海上风电场输电和数据通信的重要纽带,对社会的经济发展有着重要作用。但是海底电缆处在地貌复杂的海底,长期遭受各种外力因素的影响而被损坏,这不仅影响工作平台的正常运行,更是带来了严重的经济损失。目前已有学者对海底电缆的机械特性做了相应的研究,但是鲜见对海底电缆的扭转和摩擦振动情况进行分析和研究。本课题利用有限元法对海底电缆的扭转和摩擦振动特性进行研究,并通过仿真建立海底电缆中光单元的应变与海底电缆工作状态之间的关系,为利用分布式光纤传感技术监测海底电缆的状态提供了理论支持。本文首先分析了110KV XLPE复合海底电缆的结构构成,根据海底电缆的现场运行环境以及各层结构的材料特性,对海底电缆的结构进行了适当简化,并利用有限元软件ANSYS中的APDL语言采用由端截面沿螺旋线扫掠的方式建立绞合层结构。在建立的几何模型基础上,本文进行了单元类型和算法的选择、材料模型的选取和网格划分,实现了由几何模型向有限元模型的过渡,同时为提高模拟仿真的精度还进行了沙漏能的控制。最后对有限元模型施加不同速度和方向的扭转载荷,实现海底电缆扭转的有限元仿真,通过仿真数据分析获得扭转速度、方向对海底电缆各层结构应力、应变的影响。在保证计算精度的前提下,为提高仿真效率,简化了海底电缆摩擦振动有限元模型,并根据海底电缆与岩石发生相互摩擦时的实际情况将三维模型简化为二维,定义模型接触对、划分网格、施加发生摩擦时海底电缆滑动速度载荷,实现了海底电缆与岩石发生摩擦振动的仿真。通过仿真获得了光单元层和钢丝铠装层不同位置处的法向振动加速度,分析了不同位置处光单元层和钢丝铠装层的振动情况。
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P756.1

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵波;;海缆船的现状与展望[J];航海技术;2016年03期
2 寇欣;尹成群;吕安强;李永倩;;基于BOTDR监测数据的光纤复合海底电缆状态预测[J];电测与仪表;2015年03期
3 高红武;安博文;;复合海缆在线监测研究[J];船海工程;2014年05期
4 王瑛剑;范学满;高志;王振宇;;船锚撞击埋设海光缆的有限元分析[J];光通信技术;2014年10期
5 吕安强;李永倩;李静;吴飞龙;;基于BOTDR的光纤复合海底电缆应变/温度监测[J];高电压技术;2014年02期
6 郑炳文;刘效国;李媛;;胜利海上油田海底电缆悬空损伤分析及保护装置设计[J];电线电缆;2013年03期
7 陆莹;黄辉;;基于分布式光纤传感技术的高压海底电缆外力损坏仿真[J];电气技术;2012年12期
8 邱巍;鲍洁秋;于力;韩刚;;海底电缆及其技术难点[J];沈阳工程学院学报(自然科学版);2012年01期
9 吴飞龙;杨力帆;;光电复合技术在我国110kV海底电缆中的首次应用[J];中国电力;2011年02期
10 张雁龙;王红霞;王瑛剑;;海底光缆锚害成因的实验研究[J];光纤与电缆及其应用技术;2009年02期
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1 陈光雄;金属往复滑动摩擦噪声的研究[D];西南交通大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王晓翠;沟槽型织构化表面对摩擦振动噪声影响的试验及有限元分析[D];西南交通大学;2015年
2 刘文红;水润滑橡胶合金轴承振动噪声分析与实验研究[D];重庆大学;2012年
3 李兢;海底光缆力学特性有限元分析[D];武汉理工大学;2009年
4 石玲;海底电缆铺设转盘系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖世杰;胡列翔;周自强;王少华;周路遥;;交联聚乙烯绝缘海底电缆应用及试验监测技术评述[J];绝缘材料;2018年01期
2 黄山山;祝唯;王亚东;李清;程乐峰;余涛;;基于负载率和健康状态的高压XLPE电缆可靠性评估模型[J];电测与仪表;2017年24期
3 林晓波;何旭涛;汪洋;张健;沈耀军;吕安强;胡玉娇;;三芯光纤复合海底电缆船锚钩挂有限元建模[J];电力科学与工程;2017年11期
4 左名久;;基于布里渊散射原理的在线海缆监测系统[J];现代电子技术;2017年20期
5 庞慧敏;李林书;周哲海;;基于单片机的大功率半导体激光器温度控制系统的设计[J];数字技术与应用;2017年10期
6 黄良;吕黔苏;卢金科;王颖;李克明;王蓉;杨同友;;基于光传感技术的电网光纤定位杆塔方法[J];光通信研究;2017年05期
7 林晓波;吕安强;俞恩科;卢志飞;张磊;鞠森;;单芯光纤复合海底电缆弯曲有限元建模[J];高压电器;2017年09期
8 侯公羽;谢冰冰;胡涛;殷姝雅;韩育琛;;使用BOTDR技术进行隧道监测的光纤护套效应[J];岩土力学;2017年08期
9 郑玲玲;隗仁然;;海底电缆专利技术综述[J];河南科技;2017年12期
10 胡玉娇;尹成群;吕安强;;海缆敷设过程中拉力对缆体影响的有限元分析[J];光通信研究;2017年03期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 刘宇澄;乘用车盘式制动器制动嗓声影响因素分析及参数优化方法研究[D];浙江大学;2017年
2 刘韦;轮对纵向振动及其对车轮踏面磨耗的影响研究[D];西南交通大学;2016年
3 吕辉;不确定汽车盘式制动器系统的稳定性分析与优化[D];湖南大学;2016年
4 钱韦吉;铁路轮轨和弓网系统摩擦自激振动瞬态动力学研究[D];西南交通大学;2014年
5 周广武;水润滑橡胶合金轴承混合润滑分析与动力学性能优化[D];重庆大学;2013年
6 范娜;陶瓷髋关节异响的数值模拟及实验研究[D];西南交通大学;2013年
7 沈明学;干态下扭转复合微动运行及其损伤机理研究[D];西南交通大学;2012年
8 侯俊;基于阻尼衬垫的汽车盘式制动器噪声机理研究[D];武汉理工大学;2009年
9 赵春华;基于摩擦学与动力学的摩擦学系统状态描述方法研究[D];武汉理工大学;2005年
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1 王珂;输气管道清管过程管—土振动特征与卡堵定位方案研究[D];西南石油大学;2017年
2 张杰;基于光纤传感的海底电缆力学及热学特性研究[D];华北电力大学;2017年
3 柳小花;光纤复合海底电缆扭转与磨损特性的有限元分析[D];华北电力大学;2017年
4 鞠森;基于光纤应变的海底电缆弯曲特性研究[D];华北电力大学;2017年
5 张青;列车制动热对制动噪声的影响分析[D];西南交通大学;2016年
6 刘轶群;拉索索丝应力分布规律及索夹节点优化研究[D];北京交通大学;2015年
7 黄勇;铁路车辆顶复救援效率与安全性研究[D];西南交通大学;2015年
8 王文婷;带弹性材料涂层的颗粒阻尼器的机理研究[D];东北大学;2014年
9 李剑波;水润滑橡胶合金轴承摩擦噪声试验研究[D];重庆大学;2014年
10 郭蕊;水润滑橡胶合金轴承振动噪声刚柔耦合分析[D];重庆大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴飞龙;徐杰;郑小莉;杨力帆;;110kV光电复合海缆立体在线监测系统研发[J];电力信息化;2013年01期
2 陆莹;黄辉;;基于分布式光纤传感技术的高压海底电缆外力损坏仿真[J];电气技术;2012年12期
3 王昆;李敏雪;生宏;王靖;缴春景;;海底电缆的故障检测及修复工艺方法[J];电气传动自动化;2012年05期
4 张振鹏;赵健康;饶文彬;蒙绍新;刘松华;;电缆分布式光纤测温系统测量结果符合性的比对试验[J];高电压技术;2012年06期
5 薛鹏松;冯民权;邢肖鹏;;基于马尔科夫链改进灰色神经网络的水质预测模型[J];武汉大学学报(工学版);2012年03期
6 樊一娜;;基于马尔科夫链的短期电力负荷预测[J];青海大学学报(自然科学版);2012年03期
7 龙红叶;熊峰;胡小梅;卢鲜亮;;采用L-M优化算法的设备状态预测[J];现代制造工程;2012年03期
8 李清毅;周昊;林阿平;邱坤赞;岑可法;;基于网格搜索和支持向量机的灰熔点预测[J];浙江大学学报(工学版);2011年12期
9 丰如男;夏峰;钟科星;张磊;张永明;;海底电力电缆抢修用软接头的研究与展望[J];电线电缆;2011年01期
10 曹晓珑;刘英;钟力生;席保锋;;从2010国际大电网会议看电力电缆技术的发展现状和趋势[J];高电压技术;2010年12期
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1 李技云;拖轮液压拖缆机负荷控制系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 陈伟雄;胜利油田石油平台升降过程水平控制[D];广东工业大学;2008年
3 马振海;给予力觉反馈的两自由度液压伺服手控器主从遥操作机器人系统研究[D];吉林大学;2007年
4 于刚;伺服阀控液压马达系统的辨识与控制研究[D];山东大学;2007年
5 宋鸿亮;遥操作机器人系统的主—从双向伺服控制方法研究[D];吉林大学;2007年
6 魏焕兵;基于PLC的数控磨沟机的研制[D];南京航空航天大学;2007年
7 周燕;摩擦噪声与降噪技术研究[D];机械科学研究总院;2006年
8 王秋敏;伺服阀控非对称液压缸同步控制系统仿真研究[D];山东大学;2005年
9 赵敬伟;伺服阀控液压马达速度控制系统性能研究[D];山东大学;2005年
10 李开亮;挖掘装载机反铲装置回转液压系统动态分析[D];吉林大学;2004年
【相似文献】
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1 马小杰;英国计划建造世界最长海底电缆[J];水利水电快报;2001年18期
2 张文国;刘效国;曹志阳;;海底电缆修复工艺及方法[J];电工技术;2010年06期
3 韩志军;陈光;;海底电缆登陆点及路径选择研究[J];吉林电力;2013年02期
4 张必成;机器人将参加修复日中海底电缆的调查[J];东海海洋;1984年01期
5 张国光;;海底电缆安全及其施工埋设技术研究[J];海洋技术;1992年01期
6 ;国内最长的110kV海底电缆敷设成功[J];华东电力;1995年12期
7 胡广华;世界上最长的海底电缆将在马来西亚修建[J];水力发电;1995年03期
8 ;我国最长的110kV海底电缆敷设成功[J];农村电气化;1996年02期
9 齐苇,李晓飞;填海造地中海底电缆的保护[J];广东水利水电;2004年04期
10 戴加彬;胜利油田海底电缆敷设工程安全对策浅谈[J];安全、健康和环境;2004年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 顾玉娟;;海底电缆的安全性探讨[A];救捞专业委员会2003年学术交流会论文集[C];2003年
2 王雷;;海底电缆故障点检测定位技术的研究应用[A];第十三届中国科协年会第13分会场-海洋工程装备发展论坛论文集[C];2011年
3 史增园;周滨;徐强;;海底电缆与拖缆二维资料深层成像分析[A];中国地球物理2013——第二十八专题论文集[C];2013年
4 许江;刘天佑;李海东;;海底电缆磁场模型及磁异常探测[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
5 奉虎;马洪新;;海底电缆带电状态埋设方法[A];2008年度海洋工程学术会议论文集[C];2008年
6 史令彬;卢志飞;林晓波;刘东露;章正国;陈国志;;海底电缆一体化监控架构研究[A];海洋经济与电力发展——第十届长三角电机、电力科技分论坛论文集[C];2013年
7 孙科沸;;海底电缆探测技术研究现状[A];中国通信学会2011年光缆电缆学术年会论文集[C];2011年
8 张永祥;;深水平台间海底电缆铺设中的ROV选型[A];2007年度海洋工程学术会议论文集[C];2007年
9 姜兆公;罗迪雷;任尚今;邹琪琳;;海底电缆在线综合监测新技术应用研究[A];中国通信学会2011年光缆电缆学术年会论文集[C];2011年
10 石建敏;顾玉娟;;海缆工程概要[A];救捞专业委员会2003年学术交流会论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 罗涟浩赖刚;国产110千伏海底电缆在甬面世[N];宁波日报;2007年
2 ;海底电缆宽带之争[N];中国高新技术产业导报;2001年
3 王协云;220千伏海底电缆在厦门入海[N];国家电网报;2010年
4 黄银凤 朱斌斌;舟山:海底电缆保护引入智能语音装置[N];中国安全生产报;2010年
5 记者 郭嘉轩 通讯员 张耀乾;我省海底电缆保护联席机制运行高效[N];海南日报;2013年
6 本报记者 何英;新能源开发促海底电缆业繁荣[N];中国能源报;2014年
7 本报记者 栗清振;海底电缆将成为电缆产业升级新方向[N];中国电力报;2014年
8 徐博龙;渔区海底电缆该如何铺设和维护[N];浙江日报;2001年
9 董立万通讯员 朱守荣;依法管好海底电缆管道服务海区经济社会发展[N];中国海洋报;2007年
10 本报记者 秦羽 北仑记者站 李孟龙 顾霄扬;用技术创新破产业升级难题[N];宁波日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 吕安强;基于分布式光纤应变和温度传感的光纤复合海底电缆状态监测方法研究[D];华北电力大学;2015年
2 方守川;海底电缆地震勘探导航定位关键技术研究及系统研制[D];武汉大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 柳小花;光纤复合海底电缆扭转与磨损特性的有限元分析[D];华北电力大学;2017年
2 鞠森;基于光纤应变的海底电缆弯曲特性研究[D];华北电力大学;2017年
3 张杰;基于光纤传感的海底电缆力学及热学特性研究[D];华北电力大学;2017年
4 Mаriа Kаlаshnikоvа(玛丽);中俄联合通信项目的经济影响研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
5 李毅;复合海底电缆在线状态监测系统应用研究[D];华北电力大学;2015年
6 陈行滨;基于GPMS的高压电缆线路状态监测系统研究与应用[D];福州大学;2013年
7 刘征;光纤复合海底电缆故障诊断方法研究[D];华北电力大学;2016年
8 俞宙;一种海缆巡检ROV的机械结构设计与控制系统开发[D];杭州电子科技大学;2015年
9 郭彤;海底电缆受船舶锚害风险研究[D];天津大学;2013年
10 石玲;海底电缆铺设转盘系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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