Page 188 - 《爆炸与冲击》2025年第12期
P. 188
第 45 卷 孙 勇，等： 动态海缆抗多次冲击复合防护层设计及力学性能研究 第 12 期
核心层选用闭孔型 EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）泡沫作为主吸能介质，其独特的黏弹性特征可通过塑性
大变形耗散冲击动能；外层防护体系由纤维增强橡胶复合材料构成，采用正交铺层的尼龙纤维/丁基橡胶
叠层结构，既保证各向抗冲击性能又兼具耐腐蚀特性。
Wind
Protective coating
Cable shaking
Fan platform
Dynamic cable
Water wave flow
图 17 动态海缆受到的载荷
Fig. 17 Load on dynamic submarine cable
120 ℃ 10 h
curing oven
Steel plate
Rubber
Fiber reinforced Ethylene vinyl Effervescence Foam
rubber acetate
Recombination
Sulfurization
Protective coating
图 18 防护层的制作流程
Fig. 18 Rroduction process of protective layer
制备工艺方面，本文中建立了分级成形技术路线：首先通过发泡工艺制备 EVA 吸能芯层，精确调控
泡孔结构以实现最优能量吸收效率；其次采用热压成型工艺制备增强橡胶层，通过正交铺层设计（0°/90°
交替堆叠）形成三维增强网络；最终采用低温硫化工艺实现结构整体复合，通过优化硫化参数（温度
(110±5) ℃，时间 10 h）在保证界面结合强度的同时避免 EVA 热分解。
2.2 防护层尺寸确定
根据动态海缆在碰撞位置附近的运动特性及其质量分布，可以计算碰撞过程中的动能。图 19 给出
了动态海缆的铺设线型及质量分布，结合表 1 给出的动态海缆的各部位基本参数，可以将动态海缆整体
M 表示为：
在海水中净质量
(9)
M = M 1 + M 2 + M 3 + M 4 + M 5 + M 6
M 3 为重力块在海水中净质
式中： M 1 为动态海缆在空气中的净质量， M 2 为动态海缆在海水中的净质量，
M 6 为浮力块完全浸没在水中净质量（实
量， M 4 为防撞环完全浸没在水中净质量（实际为净浮力）， M 5 、
际为净浮力），经计算得到动态海缆在海水中的净质量为 60 kg。
利用水动力数值模拟软件 AQWA 对风机平台及动态海缆的运动姿态进行分析，数值模拟中采用的
海况为风向 45°，风速 9 m/s；浪向 45°，浪高 2.5 m；流向 225°，流速 1 m/s。
125102-9
