海底电缆和电力电缆中的等高面接触分析
数值分析
2025-07-02 v1 数值分析
摘要
海底电缆和电力电缆包含大量不同几何形状和材料之间的接触界面。这些复杂的相互作用对于使用传统解析解或有限元方法来准确考虑接触面属性提出了重大挑战。这些属性被识别为进行数值应力分析时最敏感的参数。因此，对于预测接触属性的准确性和效率，必须应用一种新方法进行接触分析。本文提出了一种等高面分析（IGA）方法，用于解决动态电缆和电力电缆中的接触问题。首先，将该等高面接触算法在 MATLAB 中形式化为包括几何描述、接触检测和罚函数的工具。其次，通过该 IGA 接触算法建立了动态电缆中钢管与外护套之间的接触界面，并与 ABAQUS 中的结果进行验证，以证明 IGA 的准确性和效率。最后，讨论了元素细化、几何描述和罚因子对 IGA 准确性、效率和稳定性的影响。
引用
@article{arxiv.2507.00563,
title = {Isogeometric contact analysis in subsea umbilical and power cables},
author = {Tianjiao Dai and Shuo Yang and Xing Jin and Svein Sævik and Jiaxuan Zhang and Jun Wu and Naiquan Ye},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.00563},
year = {2025}
}