电缆弯曲有限元分析

单股电缆(螺旋)弯曲和OEC(架空导体)弯曲是类似的问题。这就是为什么下面的新论文在这个博客的背景下值得注意的原因。它来自斯洛伐克团队:S. Kmet, E. Stanova, G. Fedorko, M. Fabian, J. Brodniansky。题目:“弯曲支撑上四层螺旋链的实验研究和有限元分析”。发表于“工程结构”，第57卷，2013年12月，第475-483页。摘要可在www.elsevier.com/locate/engstruct

其目的是将有限元数值模型与一些实验数据进行比较。所选电缆为四层钢电缆。显然(虽然没有明确说明)，它是平行敷设电缆，因此层间接触由线接触组成，而不是在处理交叉敷设系统时(如大多数OEC)的点接触。有限元模型使用了超过150万个元素和接近200万个节点。软件:CATIA(几何输入)、ABAQUS。试件长度约为5.3米，并在中点通过一个弯曲的马鞍。应变计被放置在3个部分:(I)在鞍座中心，(II)在鞍座附近，(III)远离鞍座(电缆实际上是直的)。没有详细说明量规的数量，以及它们是在哪根电线上连接的。显然，只有三个，在位置(I) (II)和(III)上，粘在与电缆截面中性轴的最高点相对应的电线上，在凸侧。拉伸力被对称地施加在试样上，并从零增加到600千牛。 Strains are given at five levels: 200, 300, 400, 500 and 600 kN, at gages (I) (II) and (III).

本文还对鞍形曲率半径的影响进行了数值研究。在数值模型中，假定电缆与鞍座之间的接触条件已知(电缆可能在鞍座上滑动)。假定钢索取鞍部曲率半径，超过鞍部。

试验数据与有限元分析结果之间显然有很好的相关性。然而，对测试数据做了一些调整，这需要更多的解释。(III)处的“理论应力”计算为N/A，其中A为绞线横截面面积，取61根钢丝横截面之和。螺旋效应没有被考虑在内。如果考虑到这种影响，(III)位置的钢丝应力应该相当大。遗憾的是，本文没有与导言中提到的某些分析模型可以(更简单地)得到的结果进行比较。