随着我国海洋油气开发、沿海城市工农业建设,以及海上风电技术的不断发展,光纤复合海底电缆应用越来越广泛。为使三芯光纤复合海底电缆能够长时间无故障工作,需要利用分布式光纤传感技术实时监测光纤的应变及温度变化,获取海底电缆的健康状态,以保证其长期可靠的运行。本文以三芯光纤复合海底电缆为对象展开研究。介绍了与课题研究相关的基本知识;结合海底电缆的敷设及运行环境,根据其拉伸过程中的机械性能建立了拉伸机械有限元模型,得到了不同速度载荷下,三芯海底电缆各层应力、应变、塑性应变的仿真数据,针对此数据分析得到了三芯海底电缆相应结构层应力与光单元应变的关系式,为通过光纤应变获取海底电缆应力提供了依据。另外,根据IEC标准求得了三芯海底电缆的损耗,并将其转换为热生成率作为有限元模型的载荷,进而建立了不同规格的三芯海底电缆的稳态热力学模型;利用所建模型仿真分析了稳态时土壤热阻系数、环境温度对海底电缆光纤与铜导体温度的影响;得出了不同工况、不同规格三芯海底电缆中光纤温度与铜导体温度的关系,为通过光纤温度获取海底电缆缆芯温度提供了依据。本文研究成果为通过三芯光纤复合海底电缆中光纤应变与温度分布数据计算海底电缆的不同结构层应变以及铜导体温度提供了一种便捷方式,对三芯海底电缆的状态监测研究具有一定的参考价值。