复合海缆应力场建模计算分析方法

摘要

本发明涉及一种复合海缆应力场建模计算分析方法，基于有限元法对建立复合海缆受外力作用下的应力场模型，获取模型在不同载荷、边界条件下，海缆内光纤的应力、应变与海缆实际距离的对应关系数据，以此得到外力作用下光纤中的频谱偏移规律，从而对海缆由外力作用和局部发热造成的频谱偏移进行区分，从而实现对海缆故障的初期检测告警，以及时防止故障恶化，相比通过实验的方法获得的应变数据，本发明能够节省大量的财力物力。

主权项

一种复合海缆应力场建模计算分析方法，其特征在于，所述方法是基于有限元法对建立复合海缆受外力作用下的应力场模型，以模拟海缆中光纤的应变情况的方法；该方法包含以下步骤：步骤1，根据复合海缆的物理结构尺寸图，绘制海缆的二维平面图；步骤2，查找海缆中各个零部件对应的材料参数供建模查找使用；步骤3，根据步骤1所述的二维平面图，建立海缆中各个零件分别对应的模型；步骤4，根据步骤2中获取的材料参数，为每个零部件的模型赋予相应的材料属性；步骤5，将所有零部件的模型进行组装，来建立包含这些零部件的一根海缆的模型；步骤6，设定后续模型分析处理中所需的相关变量；所述变量包含初始分析步长和分析步数量，以及包含应力、弹性应变和位移的场变量输出；步骤7，建立海缆模型中装配好的各个零部件之间相互的绑定约束关系；步骤8，定义海缆两端的固支边界条件，定义受力面，并施加相应的载荷；步骤9，对海缆中每个零部件划分网格；至此，完成对海缆模型的前处理；步骤10，进入后处理，获取海缆模型在不同载荷、边界条件下，海缆内光纤的应力、应变与海缆实际距离的对应关系数据，根据这些关系数据计算得到外力作用下光纤中的频谱偏移规律，从而对海缆由外力作用和局部发热造成的频谱偏移进行区分。