 |
Расчет механической прочности ВОК.
|
|
|
|
3.1. Расчет удельной нагрузки от собственной силы тяжести кабеля.
Расчет удельных нагрузок будем производить приближенным методом, исходя из требований по обеспечению стабильности оптических свойств волокна кабеля.
Удельная нагрузка γ1 (Н/м*мм2) от собственной силы тяжести кабеля определяется по формуле:
γ1=9,8 γ0 n
где
n=1,1 коэффициент перегрузки;
γ0- удельный вес кабеля в расчете на единицу площади его поперечного сечения, кг/м*мм2.
Удельный вес кабеля γ0 (кг/м*мм2) определяется по формуле:
γ0 
где P-вес одного погонного метра кабеля=69 кг/км по заданию;
S-площадь поперечного сечения (из арамида) основного несущего элемента конструкции кабеля=6,5 мм2 по заданию.
Делаем перевод единиц измерения:
P=69кг/м=0,069кг/мм,
Рассчитываем:
γ0=0,069/6,5=0,01мм,
γ1=9,8*0,01*1,1=0,108 мм
3.2. Расчет удельной нагрузки от воздействия льда при гололеде.
На рисунке 3.1. приведено сечение оптического кабеля при наличии гололеда. При этом будем считать, что гололед распределен на поверхности кабеля равномерно.
лёд
кабель
d
b
Рис.3.1. Сечение кабельной линии при наличии гололеда.
Удельная нагрузка γ2 (Н/м*мм2) от силы тяжести льда при гололеде определяется по следующей формуле:
γ2 
Кнn,
где γл = 0,9*103 кг/м3-плотность льда;
b = 10 мм-толщина стенки льда (рис.1.) по заданию;
d = 8,8мм-диаметр кабеля (рис.1.);
S - площадь поперечного сечения кабеля, мм2;
Кн = 0,9-коэффициент неравномерности гололеда нагрузки;
N = 1,1-коэффициент перегрузки.
Определяем площадь поперечного сечения кабеля по формуле:
S=π(d/2)2
S=3.14*(8,8/2)2= 60,79мм2
Определяем удельную нагрузку:
γ2 
0.9*1.1= 0,013 кг/м3.
3.3. Расчет удельной нагрузки от собственной силы тяжести кабеля и силы тяжести льда
|
|
|
На рис.3.2. показаны направления, в которых действуют удельные нагрузки γ1 и γ2.
γ2
γ1
Рис.3.2. Направления действий удельных нагрузок γ1 и γ2.
С учетом направлений действующих на кабель нагрузок (рис. 3.2), удельная нагрузка γ3 (Н/м*мм2) от собственной силы тяжести кабеля и силы тяжести льда будет равна
γ3=γ1+γ2
γ3=0,108+0,013= 0,121 Н/м*мм2
3.4. Расчет удельной нагрузки от давления ветра на кабель (при отсутствии гололеда)
Исходя из условия, что направление ветра перпендикулярно направлению кабельной линии, и с учетом того, что кабель имеет цилиндрическую поверхность, удельная нагрузка γ4 (Н/м*мм2) от воздействия ветра на кабель (при отсутствии гололеда) определяется по следующей формуле:
γ4 
Каэn,
где V=25 м/с-скорость ветра по заданию;
S=60,79 мм2-площадь поперечного сечения кабеля;
Каэ=1,2-аэродинамический коэффициент;
n=1.1-коэффициент перегрузки.
γ4 
*1,2*1,1=0,004 Н/м*мм2
3.5. Расчет удельной нагрузки от воздействия ветра на кабель, покрытый гололедом
Удельная нагрузка γ5 (Н/м*мм2) от воздействия ветра на кабель, покрытая гололедом, в соответствии с рис.1. определяется по следующей формуле:
удельная нагрузка γ5 (Н/м*мм2) от воздействия ветра на кабель, покрытая гололедом, в соответствии с рис.1. определяется по следующей формуле:
γ5 
КаэКдоп.
γ5 
/м*мм2
3.6. Расчет удельной нагрузки от собственной силы тяжести кабеля и от воздействия ветра
На рис.3.3. показаны направления, в которых действуют нагрузки γ1 и γ4
γ4
γ1
γ6
Рис.3.3. Направления действия удельных нагрузок γ1, γ4, γ6
Удельная нагрузка от γ6 (Н/м*мм2) от собственной силы тяжести и от воздействия ветра на кабель с учетом направления действия нагрузок γ1, γ4
(рис.3.3) определяется по следующей формуле:
|
|
|
γ6= 
12+γ42
γ6= 
2+0,0042= 0,012 Н/м*мм2.
3.7. Расчет удельной нагрузки от силы тяжести кабеля, покрывающего его льда и воздействия ветра
На рис. 3.4. показаны направления, в которых действуют нагрузки γ1, γ2, γ5, γ7.
γ5
γ2
γ1
γ7
Рис.3.4. Направления действия удельных нагрузок γ1, γ2, γ5, γ7.
С учетом направления действия сил γ1, γ2, γ5, (рис.3.4) удельная нагрузка γ7 (Н/м*мм2) от силы тяжести кабеля, покрывающего его льда и воздействия ветра, определяется по следующей формуле:
γ7 
1+γ2)2+γ5
γ7= 
2+0.006= 0,127 Н/м*мм2
|
|
|
