Page 74 - 电力与能源2024年第二期

214 方 苏，等：基于 IPS 的二次电缆柔性线束运动仿真和试验对比

综上所述，本文基于 IPS 对变电站内二次电
缆柔性长线束进行的运动仿真分析及优化设计方
法，可以作为发现和准确评估线束故障的有效途
径，并为线束虚拟装配和优化设计提供依据，使现
场运维人员能够及时、有效发现和消除线束的故
图 19 线束 1 最小弯曲半径发生的时刻 障隐患，提高线束在设计、安装及运行等各阶段的
可靠性。

参考文献：
［1］ 林海立，刘检华，唐承统，等 . 基于 Cosserat 弹性杆理论的
柔 性 线 缆 物 理 建 模 方 法［J］ 图 学 学 报 ，2016，37（1）：

.
34-42.
［2］ LINN J. Discrete kinematics of cosserat rods based on the
difference geometry of framed curves［C］//The 4th Joint In⁃
图 20 优化后线束 1 最小弯曲半径曲线
ternational Conference on Multibody System Dynamics，
由图 20 可见，经过优化设计调整后，线束 1 的 Montreal，Canada：Mc Gill University，2016.

最小弯曲半径为 35.02 mm，较优化前的 15.11 mm ［3］ 李秋玲，侯 涛，裴 冰 . 基于 Creo2.0 的变流器三维自动
布线技术研究［J］ 制造业自动化，2020，42（11）：67-70.

.

有显著改善，弯折扭曲情况得到缓解，优化调整是
［4］ 朱东伟，王 匀，郭玉亮，等 . 基于柔性管线分析理论的轨
有效的，这对于疲劳损伤的改善大有裨益，大大降 道车辆跨接线束 IPS 设计及可靠性研究［J］ 中国工程机
.
低了线束内外侧应力集中造成损伤的可能性。 械学报，2020，18（2）：142-147.

［5］ HERMANSSON T，BOHLIN R，CARLSON S J，et al.

4 结语 Automatic assembly path planning for wiring harness instal⁃

lations［J］ Journal of Manufacturing Systems，2013，32

.
本文基于 IPS 提出了一种变电站内二次电缆 （3）：417-422.

柔性长线束的仿真分析及优化设计方法。 ［6］ LINN J，DRESSLER K. Discrete cosserat rod models
based on the difference geometry of framed curves for inter⁃
（1）本文开发的柔性管线试验测试系统，可以
active simulation of flexible cables［J］ Math for the Digital
.
实现准确测量柔性线束的物理参数，为构建准确 Factory（pp.29） .
有效的线束模型提供了可靠的数据。 ［7］ 王志斌，刘检华，刘佳顺，等 . 面向电缆虚拟装配仿真的多
分 支 弹 簧 质 点 模 型［J］ 机 械 工 程 学 报 ，2014，50（3）：

.
（2）通过线束的运动仿真分析，获取了线束与
174-183.
周边环境件的间隙、应力应变、扭转角度、折弯半 ［8］ 王跃峰，郭建设，王延朋，等 . 基于柔性管线及疲劳寿命仿
径以及疲劳风险等实时数据，根据可视化评估结 真的高压线束布线设计研究［J］ 汽车工程师，2023（5）：

.
14-19.
果及图表的趋势分析，实现了对线束故障的定位
［9］ WANG YF，GUO JS，WANG YP，et al. Research on
和评估。 high-voltage harness routing design based on Flexible Pipe-
（3）利用本文方法对一馈线柜内的多组二次 line and Fatigue Life Simulation［J］ .Automotive Engineer，

2023（5）：14-19.
电缆柔性线束进行了仿真分析和实物验证，结果
［10］ 赵 杨，徐小飞，吴海龙，等 . 新能源汽车高压线束在机械
表明，仿真模型的预测结果与实测数据非常接近， 外载下失效试验及仿真研究［J］ 汽车工程，2022，44（4）：

.
满足对标要求，表明该仿真分析方法可靠有效。 591-600.
［11］ 郭建保，陈玉鹤，陈现岭，等 . 电动汽车高压线束力学试验
（4）通过管线长度、卡箍及布置方案的手动调
与仿真分析［J］ 中国汽车，2020（9）：38-43.

.

整和自动优化，可以使线束运动过程中的各项动
收稿日期：2023-12-27
态性能满足设计要求。 (本文编辑：赵艳粉）