Математическое моделирование и анализ напряжений подводного кабеля при механических воздействиях
Авторы: Энес А.З.
Опубликовано в выпуске: #3(147)/2024
DOI: 10.18698/2308-6033-2024-3-2340
Раздел: Механика | Рубрика: Механика деформируемого твердого тела
Рассмотрены модели эксплуатации подводных кабельных систем из поливинилхлорида, которые играют важную роль в обеспечении бесперебойного энергоснабжения. Ввиду эксплуатационных условий подводные кабели подвержены таким внешним воздействиям, как подводные течения и геологические процессы, которые могут привести к образованию подвешенных кабелей. Показан процесс разработки моделей, позволяющих анализировать повреждения кабелей и повышать надежность подводных коммуникационных систем. Для изучения напряженно-деформированного состояния кабелей были использованы конечно-элементные модели, созданные с помощью программного комплекса COMSOL. Также были предложены меры по защите подвешенного кабеля и представлены теоретические исследования их эффективности, выполненные с использованием метода конечных элементов. Приведенные результаты математического моделирования напряженно-деформированного состояния подводного кабеля помогут принять меры для минимизации риска его повреждений и для повышения безопасности кабельной инфраструктуры.
EDN WGNCLQ
Литература
[1] Minxin Wang, Yong Liu, Zhihui Wang, Hongbao Zong, Youcong Huang, B.X. Du. Detrended fluctuation analysis of grounding current for thermal aging evaluation of submarine power cable. In: IEEE 4th International Conference on Electrical Materials and Power Equipment (ICEMPE), 2023, vol. 10, pp. 1–4.
[2] Роженцова Н.В. Факторы надежности при проектировании и эксплуатации кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена. Известия высших учебных заведений. Электромеханика, 2010, № 4, с. 32–36.
[3] Md. Anjir Alam, Iftikharun Nisha, Md. Mahadi Hasan, A.K.M. Nazrul Islam. Designing of an underwater power transmission system and hybrid power supply for an isolated island of Bangladesh: Swarna Dwip. International Conference on Science & Contemporary Technologies (ICSCT), 2021, pp. 1–6.
[4] Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. Москва, Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1979, с. 229–241.
[5] Амензаде Ю.А. Теория упругости. Изд. 3-е, доп. Москва, Высшая школа, 1976, 272 с.
[6] Партон В.З., Перлин П.И. Методы математической теории упругости. Москва, Наука, 1981, с. 195–241.
[7] Якупов Н.М. Метод исследования напряженно-деформированного состояния конструкций сложной геометрии. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования, 2002, № 1, 27 c.
[8] Bonet J., Wood R.D. Nonlinear continuum mechanics for finite element analysis. New York, Cambridge University Press, 1997, 283 p.
[9] Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. Москва, Мир, 1979, 392 с.
[10] Кабельная поисковая система. URL: https://k-ps.ru/spravochnik/kabeli-silovyie/s-pvx-izolyacziej-%280%2C66;-1kv%29/vbbshng-ls/kabel-vbbshng-ls-1x240.html (дата обращения: 18.02.2024).
[11] Горай И.И., Буцев С.Ф., Дмитриев А.М., Федоров А.В. О выборе волоконно-оптического кабеля для прокладки в сейсмоопасных регионах. Труды ЦНИИС. Санкт-Петербургский филиал, 2022, т. 1, № 13, c. 126–133.
[12] Shang-Yuh Lin, Ping Sien Lin, Hong-Su Luo, and C Hsein Juang. Shear modulus and damping ratio characteristics of gravelly deposits. Canadian Geotechnical Journal, 2000, vol. 37, no. 3, pp. 638–651.
[13] Chew K., Chiaro G., Vinod J.S., Ali Tasalloti, Krishna Allulakshmi. Direct shear behavior of gravel-rubber mixtures: Discrete element modeling and microscopic investigations. Soils and Foundations, 2022, vol. 62, no. 3, pp. 361–372.
[14] Pavement Interactive. URL: https://pavementinteractive.org/reference-desk/design/design-parameters/elastic-modulus/ (дата обращения: 18.02.2024).
[15] Vinidex. URL: https://www.vinidex.com.au/technical-resources/material-properties/pvc-properties/ (дата обращения: 18.02.2024).
[16] Yang H., Zhou Z., Wang X., Zhang Q. Elastic modulus calculation model of a soil-rock mixture at normal or freezing temperature based on micromechanics approach. Advances in Materials Science and Engineering, 2015, pp. 1–10.