复合海底电缆顺-逆扭转特性对比研究 被引量：3

1

作者 郭健 王博士 +1 位作者 李鹏 苏凯 《光通信研究》 2022年第2期22-26,78,共6页

复合海底电缆在敷设和运行过程中由于外部荷载作用常发生扭转行为。文章基于有限元软件建立三芯光纤复合海底电缆局部段的精细数值模型,并开展了相关数值仿真实验,重点研究海缆顺-逆扭转方向以及扭转角度对海缆主要结构的受力影响。仿... 复合海底电缆在敷设和运行过程中由于外部荷载作用常发生扭转行为。文章基于有限元软件建立三芯光纤复合海底电缆局部段的精细数值模型,并开展了相关数值仿真实验,重点研究海缆顺-逆扭转方向以及扭转角度对海缆主要结构的受力影响。仿真结果表明,顺-逆扭转作用对于不同绞合方向的内部结构有不同程度的影响,海缆内部结构沿轴向方向扭转角度具有较好的一致性,呈现出线性变化特征;小角度扭转时各结构应力出现先增后降趋势,而扭转角度增大时各结构应力出现逐渐增长趋势,增长速度有所升高,材料屈服出现非同步性。 展开更多

关键词 复合海缆 扭转特性 屈服应力 有限元 对比研究

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复合海缆载流量计算方法研究与对比 被引量：4

2

作者 苏锦媚 唐永卫 陈元林 《现代计算机》 2018年第16期26-31,共6页

针对复合海缆载流量计算问题,对目前主流的载流量算法进行研究分析。介绍IEC60287标准、有限元法以及国际载流量计算软件CAMCAP三种方法的原理及求解过程。以某海上采油平台的三芯复合海缆项目为例,分别用三种方法求解海缆的载流量,并... 针对复合海缆载流量计算问题,对目前主流的载流量算法进行研究分析。介绍IEC60287标准、有限元法以及国际载流量计算软件CAMCAP三种方法的原理及求解过程。以某海上采油平台的三芯复合海缆项目为例,分别用三种方法求解海缆的载流量,并对结果进行相对误差分析。实验结果表明,三种算法的计算精度良好,均能被工程应用所接受。进一步结合算法本身的特点及其实现的成本指出,IEC60287适用于简单的电力系统,有限元法适用于复杂的电力系统,而CYMCAP可作为载流量学习与研究的参考工具。实际工程项目可依据电力系统的复杂度,选取最优的载流量计算方案。 展开更多

关键词 复合海缆 载流量 IEC60287 有限元 ANSYS CYMCAP

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海底电缆在线监测及故障定位技术探讨 被引量：4

3

作者 杨玉新 《电气应用》 2021年第9期35-40,共6页

海底电缆是海上风电场的关键电气设备,其安全稳定运行至关重要。针对海底电缆安装后的在线监测及故障定位等技术分析介绍,指出了目前现状及需要进一步研究的内容,为海底电缆运行维护工作提供了参考。

关键词 光电复合 海底电缆 状态监测 故障定位

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平台附近海底电缆修复方法及工艺研究 被引量：3

4

作者 宏常军 杨巍 魏修辰 《化工装备技术》 CAS 2020年第3期14-18,共5页

近年来,平台附近活动的船舶数量不断增加,船舶抛锚、走锚等造成海缆刮伤、刮断事故已经成为了海缆故障的主要原因。当海缆发生故障时,最有效的办法是切除故障处海缆,并在切除的故障处敷设一段新海缆,铺设的新海缆两侧分别以海缆接头的... 近年来,平台附近活动的船舶数量不断增加,船舶抛锚、走锚等造成海缆刮伤、刮断事故已经成为了海缆故障的主要原因。当海缆发生故障时,最有效的办法是切除故障处海缆,并在切除的故障处敷设一段新海缆,铺设的新海缆两侧分别以海缆接头的形式与旧海缆连接,但海缆修复后整段海缆存在2个海缆接头,会给之后的海缆运营带来一定的风险,目前已有海缆接头漏水的案例。如果直接废弃并回收故障点至最近平台的海缆,重新从平台处铺设新海缆至故障点,再以海缆接头的形式连接新旧海缆,则修复的整段海缆上只有一个海缆接头,减小了海缆出现故障的风险。 展开更多

关键词 海底复合电缆 修复方法 海缆接头 故障点

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复合海缆在线监测研究 被引量：2

5

作者 高红武 安博文 《船海工程》 2014年第5期87-89,共3页

为避免复合海缆在实际使用时因故障对整个电网及采油平台造成影响和损失,对复合海缆在线监测方法进行研究。以复合海缆现状为前提,研究并分析光纤传感技术在海缆检测方面的可能性,并以此提出基于BOTDA技术的分布式监控系统。鉴于BOTDA... 为避免复合海缆在实际使用时因故障对整个电网及采油平台造成影响和损失,对复合海缆在线监测方法进行研究。以复合海缆现状为前提,研究并分析光纤传感技术在海缆检测方面的可能性,并以此提出基于BOTDA技术的分布式监控系统。鉴于BOTDA技术对海缆温度和应变的敏感性以及测量精度和距离的优势,该检测系统可有效实现对复合海缆的在线检测,防止复合海缆因损坏带给平台的经济损失。 展开更多

关键词 复合海缆 在线监测 BOTDA技术

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复合海缆温度场模型中的边界条件研究 被引量：1

6

作者 刘萍 余生 +2 位作者 陈元林 王婷 安博文 《测控技术》 CSCD 2015年第5期114-117,共4页

由于条件的限制,在实际的工程领域中,温度场建模被广泛地应用。影响温度场建模准确性的重要因素之一就是边界条件的确定,而在很多的工程应用中,边界条件不能通过实际测量得到。以海底敷设的复合海缆为背景,着重从理论上对海缆温度场的... 由于条件的限制,在实际的工程领域中,温度场建模被广泛地应用。影响温度场建模准确性的重要因素之一就是边界条件的确定,而在很多的工程应用中,边界条件不能通过实际测量得到。以海底敷设的复合海缆为背景,着重从理论上对海缆温度场的边界条件进行了研究和计算,然后通过温度场模型计算出来的铜芯温度与实际测得的海缆温度数据进行比较,从而来验证理论方法的正确性。结果表明所提出的理论计算方法计算出的结果与实际测量结果比较接近,最大误差小于2.49%,满足实际的工程需要。 展开更多

关键词 复合海缆 温度场建模 边界条件 理论计算

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光电复合海缆中光纤与导体温度关系的有限元分析方法 被引量：18

7

作者 吕安强 李永倩 +2 位作者 李静 张旭 吴飞龙 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期91-96,共6页

根据光电复合海缆中的光纤温度计算导体温度是进行导体温度监测和载流量计算的关键。本文利用有限元法建立了110 kV光电复合海缆的有限元模型,根据IEC 60287标准计算出热载荷,分析了负荷电流、环境温度、土壤与海水的表面传热系数等因... 根据光电复合海缆中的光纤温度计算导体温度是进行导体温度监测和载流量计算的关键。本文利用有限元法建立了110 kV光电复合海缆的有限元模型,根据IEC 60287标准计算出热载荷,分析了负荷电流、环境温度、土壤与海水的表面传热系数等因素对海缆本体及周围温度分布的影响,建立了海缆导体温度、光纤温度和环境温度的关系式。结果表明,导体温度与光纤温度呈线性关系,光纤温度每升高1℃,导体温度升高1.3℃;相同光纤温度下,环境温度每升高1℃,导体温度下降0.3℃;海缆发热主要耗散于周围1.6m以内的土壤中,土壤与海水表面传热系数对结果的影响可以忽略。根据光纤温度和海水温度,可计算出导体温度,作为海缆导体温度监测和载流量计算的理论依据。 展开更多

关键词 光电复合海缆 导体温度 光纤温度 环境温度 有限元分析

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利用光纤应变判断光电复合海缆锚害程度的有限元分析法 被引量：17

8

作者 吕安强 李永倩 +1 位作者 李静 张旭 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期261-268,共8页

锚害占海缆机械故障的80%以上,不同程度的锚害会导致海缆发生漏电、接地、短路和断缆事故,及时发现锚害并判断锚害程度十分重要。本文提出了利用光电复合海缆中光纤的应变判断海缆锚害程度的有限元分析法。建立了110k V光电复合海缆的... 锚害占海缆机械故障的80%以上,不同程度的锚害会导致海缆发生漏电、接地、短路和断缆事故,及时发现锚害并判断锚害程度十分重要。本文提出了利用光电复合海缆中光纤的应变判断海缆锚害程度的有限元分析法。建立了110k V光电复合海缆的有限元模型,对海缆锚害过程进行了仿真和分析,建立了海缆锚害过程中铠装层应力和光纤应变的分段时间函数,对锚害程度进行了分级,并用海缆模型试验验证了仿真结果。结果表明,海缆锚害程度的加剧导致光纤应变的增加,海缆锚害过程可用5个分段函数表示,锚害程度可分为三级,分别对应0.12%、0.35%和1.1%的光纤应变,可利用分布式光纤传感技术测量的光纤应变判断海缆的锚害程度。 展开更多

关键词 光电复合海缆 锚害 光纤应变 分布式光纤传感 有限元分析

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基于BOTDR监测数据的光纤复合海底电缆状态预测 被引量：17

9

作者 寇欣 尹成群 +1 位作者 吕安强 李永倩 《电测与仪表》 北大核心 2015年第3期48-53,共6页

为了判断光纤复合海底电缆状态的发展趋势,及时发出故障预警信号,提出了基于加权最小二乘支持向量机(WLS-SVM)的海缆BOTDR监测数据多步预测模型。利用Birge-Massart策略计算实测数据小波分解后不同尺度上的阈值,使用软阈值法消除随机噪... 为了判断光纤复合海底电缆状态的发展趋势,及时发出故障预警信号,提出了基于加权最小二乘支持向量机(WLS-SVM)的海缆BOTDR监测数据多步预测模型。利用Birge-Massart策略计算实测数据小波分解后不同尺度上的阈值,使用软阈值法消除随机噪声对预测准确性的影响;在混沌序列分析的基础上,采用G-P算法进行相空间重构,确定最佳嵌入维数,同时验证频移时间序列的混沌特性;将重构相空间中的相点馈入到WLSSVM模型完成递归多步预测;最后对海缆两个典型位置处测点进行了频移6步预测。结果表明,递归6步预测的最大平均相对误差为1.80%,具有比标准支持向量机预测结果更高的预测精度和更好的适用性。 展开更多

关键词 光纤复合海底电缆 分布式光纤监测 相空间重构 G-P算法 WLS-SVM

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光电复合海缆有限元建模与仿真 被引量：16

10

作者 张旭 尹成群 +1 位作者 吕安强 李永倩 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2013年第2期120-124,147,共6页

海底电缆中的钢丝铠装层结构复杂,呈多变的空间形状,建立精确的铠装层模型对研究光电复合海底电缆力学性能至关重要,而目前仍存在应力、应变、位移等性能不清等诸多难题。为解决上述问题,首次提出了电缆铠装层的精确建模方法与ANSYS有... 海底电缆中的钢丝铠装层结构复杂,呈多变的空间形状,建立精确的铠装层模型对研究光电复合海底电缆力学性能至关重要,而目前仍存在应力、应变、位移等性能不清等诸多难题。为解决上述问题,首次提出了电缆铠装层的精确建模方法与ANSYS有限元分析软件相结合,对光电复合海底电缆进行了整体建模,并构建了一种典型的单内铠光电复合海底电缆,采用拉伸试验仿真与实物测试结果比较,证明了铠装层建模方法的可行性与准确性,为降低实际试验所需的高昂物力提供了一种有效解决方法。 展开更多

关键词 光电复合海底电缆 有限元 建模 铠装

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光纤复合海底电缆故障检测与诊断方法 被引量：13

11

作者 陈永 尹成群 +5 位作者 吕安强 李星辰 范玉军 李永倩 何旭涛 卢志飞 《光通信研究》 北大核心 2014年第3期56-59,共4页

为及时发现并判别光纤复合海底电缆的故障,文章提出一种基于多尺度小波分析的海缆故障检测与诊断新方法。该方法先利用布里渊光时域反射计测量海缆中光纤的布里渊散射频移,然后结合双阈值法对故障点进行检测和分析。对发生接地故障的数... 为及时发现并判别光纤复合海底电缆的故障,文章提出一种基于多尺度小波分析的海缆故障检测与诊断新方法。该方法先利用布里渊光时域反射计测量海缆中光纤的布里渊散射频移,然后结合双阈值法对故障点进行检测和分析。对发生接地故障的数据,用阈值法进行诊断;对非接地故障,则选用coif2小波基进行8尺度小波分解。研究结论表明,利用小波分解高频系数尺度对空间距离的敏感性可有效诊断锚害和塑料护套局部放电引发的过热故障。同时,在分析海缆故障特点的基础上,通过建立海缆故障模拟数据验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 光纤复合海底电缆 故障检测与诊断 布里渊光时域反射计 小波分析

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波浪力作用下光纤复合海底电缆动力学有限元分析 被引量：12

12

作者 冯雨珊 尚秋峰 吕安强 《光通信研究》 北大核心 2017年第4期30-34,共5页

为了研究波浪力作用下海缆的动力学特性,建立了波浪力作用下海缆的三维有限元模型。首先利用SOLID185单元和pipe59单元建立了海缆模型,设置波浪力及海流速度;对该模型进行仿真计算,并对仿真结果进行数据提取,获得了海缆各层结构的位移... 为了研究波浪力作用下海缆的动力学特性,建立了波浪力作用下海缆的三维有限元模型。首先利用SOLID185单元和pipe59单元建立了海缆模型,设置波浪力及海流速度;对该模型进行仿真计算,并对仿真结果进行数据提取,获得了海缆各层结构的位移、应力应变及光单元加速度等数据。通过对数据进行处理,得到波浪高0.1m、周期为1s、海流速为2m/s的条件下,光单元振动频率约为50Hz,为利用分布式光纤振动传感技术监测海缆的工作状态提供了理论参考。 展开更多

关键词 光纤复合海底电缆 波浪力 振动频率 动力学分析 有限元

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光电复合技术在我国110kV海底电缆中的首次应用 被引量：11

13

作者 吴飞龙 杨力帆 《中国电力》 CSCD 北大核心 2011年第2期27-30,共4页

通过对我国首条110kV光电复合海底电缆应用情况的介绍,阐述了高电压等级光电复合海缆的关键技术和发展状况。着重论述国产化高电压等级光电复合海底电缆的结构和光电复合方式,分析其在深海抗侧压、防渗水等方面的研制工艺,比较了海底光... 通过对我国首条110kV光电复合海底电缆应用情况的介绍,阐述了高电压等级光电复合海缆的关键技术和发展状况。着重论述国产化高电压等级光电复合海底电缆的结构和光电复合方式,分析其在深海抗侧压、防渗水等方面的研制工艺,比较了海底光纤和常规光纤在"余长"控制技术上的差异。展望了光电复合技术在电力系统通信领域发展趋势及应用前景,归纳总结光电复合技术在智能电网通信技术支撑体系中的重要作用。 展开更多

关键词 光电复合 110kV 海底电缆 发展趋势

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海缆布里渊光时域反射信号的去噪方法研究 被引量：10

14

作者 柯天兵 林琳 +1 位作者 李永倩 翟丽娜 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期311-315,共5页

为了从噪声背景中有效地提取光电复合海缆的布里渊光时域反射信号,根据信号的特点,提出了采用小波阈值法对实时信号进行去噪处理。针对小波阈值去噪参量设置的基础性问题,通过理论分析和实验对比确定了适于海缆布里渊光时域反射信号去... 为了从噪声背景中有效地提取光电复合海缆的布里渊光时域反射信号,根据信号的特点,提出了采用小波阈值法对实时信号进行去噪处理。针对小波阈值去噪参量设置的基础性问题,通过理论分析和实验对比确定了适于海缆布里渊光时域反射信号去噪处理的最优参量,并与中值滤波、均值滤波的去噪效果进行了对比。结果表明,相对于两种传统的滤波方法,最优参量下的小波阈值法能有效去除噪声,不仅信噪比提高了14.1dB,而且能检测出100με的应变变化。该研究对于探索海缆布里渊光时域反射信号的高效处理方法具有重要参考价值。 展开更多

关键词 信号处理 最优参量 小波阈值 光电复合海缆 布里渊光时域反射信号 去噪

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基于有限元法的复合海缆温度场的仿真计算 被引量：9

15

作者 刘频频 安博文 +1 位作者 周灵 周蓉蓉 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2013年第10期288-292,共5页

在复合海缆导体温度评估问题的研究中,导体温度是评估光电复合海缆安全状态的一个重要参数,有必要对复合海缆的温度场进行仿真计算。根据传热学基本原理,建立复合海缆温度场的有限元仿真模型,结合受激布里渊散射的布里渊光时域分析技术... 在复合海缆导体温度评估问题的研究中,导体温度是评估光电复合海缆安全状态的一个重要参数,有必要对复合海缆的温度场进行仿真计算。根据传热学基本原理,建立复合海缆温度场的有限元仿真模型,结合受激布里渊散射的布里渊光时域分析技术,实现对海缆导体温度的估算。复合海缆温度场建模时,根据实验结果,采用迭代法对复合海缆的材料物性参数和敷设环境参数进行修正。实验和计算结果验证了复合海缆温度场有限元仿真模型的准确性与参数修正方法的有效性,为在实际工程中运用海缆温度评估提供了理论依据。 展开更多

关键词 光电复合海缆 温度场 有限元 布里渊光时域分析技术 参数修正

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三芯海底电缆中光纤与缆体应变关系的有限元分析方法 被引量：10

16

作者 张杰 尹成群 《电测与仪表》 北大核心 2016年第14期74-78,共5页

为了利用分布式光纤应变传感技术测量的光纤应变反映三芯光纤复合海底电缆的缆体应变,通过有限元方法进行了建模、求解和分析。通过合并导体屏蔽、绝缘屏蔽、半导体阻水层、填充层,忽略黄铜带、铠装垫层、外被层,对模型进行了简化;选用S... 为了利用分布式光纤应变传感技术测量的光纤应变反映三芯光纤复合海底电缆的缆体应变,通过有限元方法进行了建模、求解和分析。通过合并导体屏蔽、绝缘屏蔽、半导体阻水层、填充层,忽略黄铜带、铠装垫层、外被层,对模型进行了简化;选用SOLID164单元对模型进行了动力学分析;施加匀速载荷对海缆进行了拉伸仿真试验。利用最小二乘法对铜导体、XLPE、铅护套、钢丝铠装与光单元的应变进行了拟合,获得了它们的函数关系式。模型求解结果满足弹塑性材料特性,可为研究海底电缆的力学性能、判断海底电缆工作状态提供参考。 展开更多

关键词 三芯光纤复合海底电缆 拉伸 应力 应变 有限元

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含软接头的220kV光纤复合海底电缆的研制 被引量：9

17

作者 周厚强 《电线电缆》 2012年第6期4-7,40,共5页

介绍了220 kV超高压光电复合海底电缆的设计制作过程,对导体、金属套、铠装保护层等进行了技术分析,并对试制过程中的关键技术以及软接头制作进行探讨。

关键词 超高压 光纤复合海底电缆 软接头 探讨

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三芯光纤复合海缆拉伸的有限元建模与仿真 被引量：9

18

作者 卢志飞 林晓波 +3 位作者 郑新龙 吕安强 李世强 张杰 《光通信研究》 北大核心 2016年第3期29-32,共4页

三芯光纤复合海底电缆(简称为"海缆")在运输、敷设和运行的过程中经常会产生拉伸的机械行为,对其进行拉伸建模仿真,可获得实体试验难以得到的应力、应变等数据。文章通过建立海缆拉伸有限元模型,模拟了海缆的拉伸过程。首先... 三芯光纤复合海底电缆(简称为"海缆")在运输、敷设和运行的过程中经常会产生拉伸的机械行为,对其进行拉伸建模仿真,可获得实体试验难以得到的应力、应变等数据。文章通过建立海缆拉伸有限元模型,模拟了海缆的拉伸过程。首先根据海缆拉伸的力学特点对结构进行简化,得到三芯海缆的几何模型;然后对其施加约束及速度载荷,控制沙漏能,仿真轴向拉伸过程;最后对数据进行有效提取和处理,获得海缆的应力与应变,为研究海缆的力学性能、判断海缆工作状态提供了参考。 展开更多

关键词 三芯光纤复合海缆 拉伸 应力 应变 有限元

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基于小波包与神经网络的海底电缆故障诊断 被引量：8

19

作者 吕安强 刘征 +1 位作者 尹成群 李永倩 《光通信研究》 北大核心 2016年第2期26-29,共4页

针对海底电缆的故障诊断问题,提出了一种基于小波包与神经网络的诊断新方法。该方法将海缆中光纤的布里渊频移转换成温度和应变数据,首先使用六层小波分解对监测信号降噪,然后对故障数据进行三层小波包分解和重构,再通过提取能量、标准... 针对海底电缆的故障诊断问题,提出了一种基于小波包与神经网络的诊断新方法。该方法将海缆中光纤的布里渊频移转换成温度和应变数据,首先使用六层小波分解对监测信号降噪,然后对故障数据进行三层小波包分解和重构,再通过提取能量、标准差和Shannon熵等构造特征向量并输入BP(反向传播)神经网络进行训练和测试。实验分析表明,在海底电缆故障诊断中,采用标准差作为特征向量输入BP神经网络中的诊断方法性能最佳。 展开更多

关键词 光纤复合海底电缆 故障诊断 小波包 反向传播神经网络

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利用有限元法分析单芯光纤复合海缆扭转与光纤应变的关系 被引量：6

20

作者 杨志 柳小花 鞠森 《电测与仪表》 北大核心 2016年第23期72-77,共6页

利用有限元法建立了海缆扭转模型,对其进行网格划分、施加扭转载荷,模拟海缆不同角速度下的扭转过程,最终提取了铜导体和光单元的应力、应变数据,并对铜导体的径向和轴向应力、应变分布以及扭转速度与铜导体应力、应变的变化关系进行了... 利用有限元法建立了海缆扭转模型,对其进行网格划分、施加扭转载荷,模拟海缆不同角速度下的扭转过程,最终提取了铜导体和光单元的应力、应变数据,并对铜导体的径向和轴向应力、应变分布以及扭转速度与铜导体应力、应变的变化关系进行了分析。结果表明,在同一时刻铜导体径向应力、应变由内到外依次增大,轴向应力、应变分布与扭转角度大小有关;海缆以不同角速度扭转时,铜导体的应力、应变的变化与角速度的大小呈现出了一定的规律,整体趋势一致。最后,建立了光纤应变与铜导体应力的关系函数,为利用光纤传感技术监测海缆的扭转状态提供了理论依据。 展开更多

关键词 光纤复合海缆 扭转 应变 应力 有限元

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