基于光纖傳感的海底電纜力學(xué)及熱學(xué)特性研究.pdf

1、隨著我國海洋油氣開發(fā)、沿海城市工農(nóng)業(yè)建設(shè)，以及海上風(fēng)電技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖復(fù)合海底電纜應(yīng)用越來越廣泛。為使三芯光纖復(fù)合海底電纜能夠長時間無故障工作，需要利用分布式光纖傳感技術(shù)實時監(jiān)測光纖的應(yīng)變及溫度變化，獲取海底電纜的健康狀態(tài)，以保證其長期可靠的運(yùn)行。
　　本文以三芯光纖復(fù)合海底電纜為對象展開研究。介紹了與課題研究相關(guān)的基本知識；結(jié)合海底電纜的敷設(shè)及運(yùn)行環(huán)境，根據(jù)其拉伸過程中的機(jī)械性能建立了拉伸機(jī)械有限元模型，得到了不同速度載荷下

2、，三芯海底電纜各層應(yīng)力、應(yīng)變、塑性應(yīng)變的仿真數(shù)據(jù)，針對此數(shù)據(jù)分析得到了三芯海底電纜相應(yīng)結(jié)構(gòu)層應(yīng)力與光單元應(yīng)變的關(guān)系式，為通過光纖應(yīng)變獲取海底電纜應(yīng)力提供了依據(jù)。另外，根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)求得了三芯海底電纜的損耗，并將其轉(zhuǎn)換為熱生成率作為有限元模型的載荷，進(jìn)而建立了不同規(guī)格的三芯海底電纜的穩(wěn)態(tài)熱力學(xué)模型；利用所建模型仿真分析了穩(wěn)態(tài)時土壤熱阻系數(shù)、環(huán)境溫度對海底電纜光纖與銅導(dǎo)體溫度的影響；得出了不同工況、不同規(guī)格三芯海底電纜中光纖溫度與銅導(dǎo)體溫度