电缆垂度计算器
SkyCiv 电缆垂度计算器 (或电缆挠度计算器) 帮助您确定在给定特定电缆设置的情况下达到特定电缆下垂所需的预应力. 该计算器使用 SkyCiv 强大的 FEA 技术来迭代计算不同的预应力，以确定特定下垂或电缆偏转所需的力.
最终电缆垂度和所需预紧力根据以下输入计算:
- 电缆长度 (米)
- 电缆直径 (毫米)
- 目标电缆垂度 (毫米) - 您迭代所需的电缆垂度
- 材料特性 - 例如钢的密度和杨氏模量
- 迭代设置 - 迭代求解时的小数位或精度
以下电缆垂度计算基于不同预应力载荷之间的迭代，以计算所需的电缆垂度.
电缆偏转或电缆下垂指南
什么是电缆下垂?
电缆垂度是电缆在其自重和电缆中的任何预应力载荷作用下所经历的偏转量. 电缆的重量会导致垂直下垂:
然而, 这种下垂可以通过在电缆中引入张力来抵消, 也称为预应力荷载:
电缆垂度方程
上述计算器将在增加/减少电缆中的预应力量之间进行迭代，以尝试计算目标电缆垂度. 该计算器使用 SkyCiv 的 FEA 求解器来准确计算这些值，以实现更准确的设计. 然而, 还可以使用简单的电缆挠度方程进行简单的计算来计算电缆的挠度:
下垂= (w * (升/2)²) / (2 * Ť)
哪里;
w = 电缆重量，单位 N/m
L = 电缆长度
T = 施加在电缆上的张力
如何计算电缆垂度的示例
问: 假设我们有一根长度 L=10m 的电缆, 悬挂在同一高度的两个支架之间. 电缆均匀重量𝑤 =0.154 kg/m, 并施加水平拉力 𝑇 = 500N 的预应力.
1. 确定单位长度的重量（以牛顿为单位）:
单位长度重量: 0.154 公斤/米 * 9.81 米/秒²= 1.54 p = p
2. 使用抛物线近似计算垂度:
下垂 (和) 在跨度的中点 (x = L/2) 可以使用公式计算:
y = (w * (升/2)²) / (2 * Ť)
y =(1.54 p = p * (5米)²) / (2 * 500 ñ)
y ≈ 0.0385 米=38.5毫米
将 FEA 电缆垂度计算与电缆垂度公式进行比较
与我们计算器的结果进行比较, 使用相同的输入, 我们可以看到我们得到了类似的结果. 在计算器里, 342N 的力导致净下垂 38.2mm, 然而，在简化的公式中，我们得到 500N 的力来实现类似的 38.5mm 下垂. 上述电缆挠度计算器使用有限元分析来计算结果, 这是更准确的，因为它执行非线性分析，而不是像上面的例子那样依赖简化的经验公式.
结果明显相似且在合理范围内, 但强烈建议在结构设计的情况下使用更先进的工具.
为什么我们需要计算电缆的垂度?
电缆垂度是任何电缆系统设计和安装的重要组成部分. 用于设计, 确保间隙并管理支撑结构上的负载非常重要. 例如, 在电源线中, 出于安全原因，工程师可能需要确保与地面有足够的间隙. 另外, 他们还需要知道这会给杆子施加多少额外负载.
其他案例包括桥梁 (特别是悬索桥) 和铁路结构中的接触网系统 - 需要在给定的垂度下支撑架空电线系统的地方.
在安装阶段，电缆的下垂也是必要的. 对于安装人员来说，了解需要施加到电缆上以获得给定下垂的正确张力非常重要. 这还需要考虑温度变化等环境因素, 可能对支撑结构和电缆造成影响的风荷载, 以及可能施加到电缆上的任何冰荷载.
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关于SkyCiv
除了该电缆张力计算器之外，SkyCiv 还为工程师提供了广泛的云结构分析和设计软件. 作为一家不断发展的科技公司, 我们致力于创新和挑战现有工作流程，以节省工程师的工作流程和设计时间.
常问问题?
如果我需要计算更复杂的电缆系统怎么办?
SkyCiv 有一款功能齐全的结构分析软件，名为 SkyCiv Structural 3D, 支持接触网电缆分析. 这些是非线性的结构元素，仅在大位移时受拉. 它们的弯曲力或剪切力能力为零, 但能够承受拉力负载.
您可以在 3D 中对几乎任何电缆系统进行建模和求解, 因为我们正在系统上运行完整的有限元分析, 而这个计算器运行更多的是简单的案例分析. 以下是 SkyCiv Structural 3D 中的电缆结构示例. 了解更多信息 SkyCiv Structural 3D 中的电缆.
