Теоретическая и экспериментальная разработка методов конструирования оптических кабелей

• Автор: Ларин, Юрий Тимофеевич
• Шифр специальности: 05.09.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 215 с. : ил. + Прил. (142 с.: ил.)

1. Анализ современного состояния в области конструирования, производства и эксплуатации оптических кабелей

1.1. Выбор схемы расчета оптического кабеля

1.2. Внешние механические факторы, воздействующие на ОК и определение оптического отклика ОВ на воздействие механической нагрузки

1.3. Расчет механической прочности оптических кабелей

1.4. Предпосылки создания термостабильной конструкции кабеля

1.5. Выбор полимерных материалов и элементов конструкции оптических кабелей на их основе

1.6. Расчет продольной и поперечной герметизации

1.7. Определение надежности оптического кабеля

1.8. Стойкость оптического волокна и оптического кабеля к воздействию ионизирующих излучений

2. Расчет внешних механических факторов, воздействующих на оптические кабели

2.1 Механические нагрузки, воздействующие при прокладке и эксплуатации оптического кабеля
2.2. Определение оптических параметров оптических кабелей на основе общих требований к волоконно-оптическим линиям связи
3. Расчет механической прочности оптических кабелей
3.1. Расчет механических напряжений и деформации оптических кабелей при растяжении
3.2. Расчет относительного удлинения оптических модулей при воздействии изгибающих нагрузок
3.3. Расчет напряжений и деформаций в оптическом кабеле при комбинированном воздействии растягивающего усилия и внешнего гидростатического давления
4. Теория и метод расчета термостабильной конструкции оптического кабеля
4.1. Оптический кабель повивного типа с равновеликими размерами полости для размещения волокон
4.2. Оптические кабели с неравновеликими размерами полости для размещения оптического волокна (на основе сердечника с пазами)
4.3. Влияние температурных условий изготовления
и эксплуатации на выбор материалов и размеров конструкции оптических кабелей
5. Выбор полимерных материалов и элементов конструкции

оптических кабелей на их основе
5.1. Исследование материалов для трубчатых защитных оболочек
5.2. Исследование поведения трубчатых защитных оболочек из различных полимерных материалов при воздействии механических нагрузок
5.3. Исследование поведения материала трубчатого защитного покрытия при воздействии отрицательных температур
5.4. Оценка оптических потерь в оптических волокнах
в трубчатой защитной оболочке
5.5. Исследование поведения плотной защитной оболочки при воздействии механических нагрузок и оценка оптических
потерь оптического волокна в плотной защитной оболочке
5.6. Применение композиции полиэтилена марки 153-01К с добавкой 20% полипропилена марки «Силпон-4» для
изготовления оптических кабелей
5.7. Материалы для силовых элементов
5.8. Исследование оболочек оптических кабелей, образованных
из смесей полиэтиленовых и полипропиленовых расплавов
6. Продольная и поперечная герметизация оптических кабелей
6.1. Исследование процесса распространения влаги вдоль оси оптического кабеля
6.2. Исследование процесса распространения влаги
в радиальном направлении оптического кабеля
6.3. Разработка математической модели процесса
распространения влаги в канале с водонабухающим элементом
7. Надежность оптических кабелей
7.1. Оценка надежности оптических кабелей
7.2. Прогнозирование свойств материалов элементов OK
7.3. Определение срока службы OK
7.4. Разработка методов испытаний оптических кабелей,
оптических муфт и сопутствующих изделий
8. Воздействие ионизирующих излучений на оптическое
волокно и оптические кабели
8.1. Воздействие ионизирующих излучений на оптическое волокно
8.2. Влияние вида легирующих добавок на радиационнооптическую устойчивость многомодовых оптических волокон
8.3. Величина воздействующей дозы
8.4. Спектры наведенных потерь световодов
8.5. Влияние вида легирующих добавок на
радиационно-оптическую устойчивость
8.6. Возможные способы восстановления OB
после воздействия ионизирующего излучения

т]р = (0,95-0,98) - коэффициент полезного действия направляющего ролика; кт — ( 0,1-0,9) - коэффициент трения ОК относительно направляющей системы.
Упрощенная методика.
Ориентировочную величину усилия тяжения оптического кабеля с учетом поправки на динамическое воздействие нагрузки и вертикальное давление слоя земли, находящейся над кабелем определим, преобразуя выражение (2.70) в
где М0 - вес единицы длины кабеля Н/м; {- коэффициент трения в кассете кабелеукладчика; р - динамический коэффициент (при расчетах берется 2 •ь 3); Ц - расстояние между осью кабельного барабана и точкой соприкас-новения ОК с землей в траншее; 0 - вертикальное давление слоя земли над единицей длины кабеля.
Вертикальное давление слоя земли над кабелем определяется из выражения:
где г) = 1,2 - коэффициент перегрузки; у - масса грунта; Ь- глубина прокладки кабеля, м; В - ширина рабочего пояса кабелеукладчика, м; О -наружный диаметр кабеля, м; К.в д - коэффициент вертикального давления грунта.
Коэффициент вертикального давления грунта в свою очередь определяется из выражения:
где С - величина сцепления ОК с грунтом; Єї = ах/а2 - отношение горизонтальной и вертикальной составляющих напряжения грунта; ф - угол трения засыпки.
В реальных условиях величина коэффициента вертикального давления грунта (К Вд) составляет 0,3-г0,5. В пределах этих значений и задается К БД при теоретических расчетах ориентировочного значения величины тягового усилия испытуемого ОК.
Пример расчета приведен в МИ 16,К00-152-2003 (Приложение 2). Показано, что при прокладке ОК кабелеукладчиком, при неблагоприятных условиях, он может испытывать ориентировочную величину тягового усилия Тд= 1300 Н.
Тд=(М0+0)/рЬк ,н,
(2.71)
(2.72)
(2.73)