CASEAR 2簡易操作手冊

1、CAESARII-管道應(yīng)力分析簡版使用手冊目 錄第一章 程序功能及性能簡介1第二章 程序安裝2第三章 調(diào)用程序6第四章 建立模型8第五章 靜力計算22第六章 靜力計算結(jié)果30程序功能及性能簡介從靜力學(xué)角度而言，CAESARII4.0具備如下計算功能：l 涉及所有靜力荷載，如管道自重、內(nèi)外壓力、溫度、附加位移、預(yù)拉伸（冷緊）、沉陷、集中荷載。l 分類計算荷載，結(jié)果可以相互疊加。l 可根據(jù)WRC297計算設(shè)備嘴子的剛度。l 準確模擬各種形式的波紋膨脹節(jié)。l 提供多種設(shè)計規(guī)范，如：ANSI B31.1、ANSI B31.3l 可根據(jù)WRC107計算設(shè)備嘴子應(yīng)力條件。l 可驗算設(shè)備嘴子受力條件。l 可

2、計算風(fēng)荷載、地震荷載。l 鋼結(jié)構(gòu)可與管道系統(tǒng)混合計算。CAESARII 4.0還具備相當(dāng)優(yōu)良的使用性能，突出表現(xiàn)在輸入輸出方面。工具條菜單輸入采用全屏幕填表方式，輔以求助信息、編輯命令和圖形顯示，使用戶感到十分方便。輸出方面也很具特點，融入許多編輯命令，諸如翻頁、查找、打印等，圖形顯示直觀明了。CAESARII 4.0具備這樣的性能就使得用戶無需掌握太多DOS命令，也不必死記程序操作步驟和數(shù)據(jù)輸入格式。該程序在解題能力方面沒有嚴格限制，只須保證有足夠的外存容量。CAESARII4.0的配置要求：l Intel Pentium Processorl Mincrosoft Windows（95，9

3、8，NT4.0或更高）操作系統(tǒng)l 32MB內(nèi)存（推薦）l 76MB硬盤空間l CD-ROM驅(qū)動器注：CAESARII 4.0要求800×600分辨率（使用小字體）或1024×768分辨率（使用大字體）。第一章 程序安裝安裝程序需要Microsoft Win95，Win98或NT4.0以上的操作環(huán)境。具體安裝步驟如下：1把裝有CAESARII軟件的CD盤放入CD-ROM驅(qū)動器中，安裝程序?qū)⒆詣娱_始。如果這樣的話，用戶可跳過第2步。如果安裝程序不能自動開始，用戶應(yīng)該手動完成以下的步驟。2單擊<開始><設(shè)置><控制面板>。從控制面板中選擇<

4、;添加/刪除程序>，出現(xiàn)添加/刪除程序?qū)υ捒?，然后點擊<安裝>，開始安裝程序。接著提示用戶選擇目錄一安裝CAESARII，也可通過選擇<Browse>來改變安裝目錄。3單擊<下一步>，用戶選擇安裝類型。缺省的選項為“安全安裝”建議多數(shù)用戶使用這個選項。4單擊<下一步>，用戶選擇語言類型。5單擊<下一步>，用戶選擇定義程序快捷方式的文件夾。6單擊<下一步>，用戶定義所使用的ESL顏色（白色）。7單擊<下一步>，CAESARII安裝開始。一旦安裝完成后，CAESARII將進行CRC檢查，以證實所有的文件已經(jīng)正

5、確釋放安裝。第二章 調(diào)用程序以CAESARII程序已被裝入硬盤CAESAR子目錄的情況下，用戶調(diào)用該程序的步驟如下：1點擊任務(wù)欄的<開始>按紐。2指向<程序>，顯示所有可用的程序。根據(jù)設(shè)置不同，也許需要搜索多級菜單。3當(dāng)看到CAESARII時，單擊CAESARII4.0從而啟動CAESARII軟件，屏幕顯示CAESARII程序主菜單，如圖31所示。圖31CAESARII Main Menr注：雙擊CAESARII快捷鍵（但必須注意此快捷鍵是CAESARII目錄下的C2.exe文件），也可啟動CAESARII軟件。新文件 管道模型 結(jié)構(gòu)模型 動態(tài)分析 配置 加密鎖 打開文

6、件 埋地管 靜態(tài)分析 靜態(tài)結(jié)果 材料 幫助用戶可以從菜單中選擇文件（File），輸入數(shù)據(jù)（Input），分析類型（Analysis），輸出結(jié)果（Output）等菜單。所有的CAESARII分析都要求輸入一個文件名，以便數(shù)據(jù)的輸入，模型的分析和對所定義的文件的輸出紹果進行分析。文件名用File菜單來定義，具體操作方法如下：用戶開始一個新的分析時，選擇File菜單中的New（或者單擊New圖標(biāo)），輸入一個文件名和文件名所在的路徑如圖32所示。為了快速進入程序，用戶應(yīng)該輸入文件名，然后選擇Piping Input。圖32New Job Name Specification注意：選擇File菜單中的O

7、pen（或都單擊Open圖標(biāo)）表明用戶用一個對話框來選擇已存在的文件。經(jīng)常使用的文件也可以從File菜單中的“Most Recently Used”中選擇。選擇一個文件名并不能打開該文件，它僅表示可以對該文件進行輸入，分析，結(jié)果評價或進行其它的操作，但是用戶仍需從菜單中選擇這些操作。第三章 建立模型1總 述管道系統(tǒng)靜力分析需要將諸如計算條件（溫度、壓力等）、管子材料特性（楊氏彈性模量、線膨脹系數(shù)、基本許用應(yīng)力等）、管子尺寸（直徑、壁厚、長度）空間走向、約束方式等作為基本數(shù)據(jù)輸入。這些數(shù)據(jù)沿管道有所變化，在發(fā)生變化的地方設(shè)立節(jié)點，這樣，整個管系被劃分成許多單元，每個單元由兩個節(jié)點組成。CAESA

8、RII 4.0采用逐個單元輸入的方法，單元的輸入以填表的方式完成，該表格在程序中稱為Spreadsheet，一個單元對應(yīng)一頁Spreadsheet。調(diào)出Spreadsheet的具體操作步驟是：（1） 進入CAESARII主菜單，定義文件名（作法見第三章）。（2） 選擇主菜單Input中的Piping，Piping-Input表格式輸入菜單Spreadsheet形式如41所示。圖41Piping Input Spreadsheet注意：在選擇Input之前應(yīng)留意主菜單上的Current jobname是否是所要編輯的文件，執(zhí)行jobname選擇項可更換當(dāng)前文件。其中欄內(nèi)提示符含義：From當(dāng)前單

9、元起始節(jié)點To當(dāng)前單元終止節(jié)點DX當(dāng)前單元在X方向上的投影DY當(dāng)前單元在Y方向上的投影DZ當(dāng)前單元在Z方向上的投影Offsets當(dāng)前單元是否有偏差值，有則雙擊，然后輸入有關(guān)數(shù)據(jù)Diameter當(dāng)前單元管子直徑Wt/Sch當(dāng)前單元管子壁厚Corrosion當(dāng)前單元管子腐蝕裕量Insul Thk當(dāng)前單元保溫層厚度Temp 1當(dāng)前單元第一個計算溫度Temp2當(dāng)前單元第二個計算溫度Temp3當(dāng)前單元第三個計算溫度Pressure1當(dāng)前單元第一個計算壓力Pressure2當(dāng)前單元第二個計算壓力Bend當(dāng)前單元終止節(jié)點是否有彎管，有則雙擊，然后在現(xiàn)彎管定義欄 Rigid當(dāng)前單元是否是剛性元件，是則雙擊，然

10、后出現(xiàn)剛性元件定義欄Expansion Joint當(dāng)前單元是否是波紋膨脹節(jié)，是則雙擊，然后出現(xiàn)波紋膨脹節(jié)定義欄 SIF&Tees當(dāng)前單元終止節(jié)點是否有應(yīng)力增強件或三通，有則雙擊，然后出現(xiàn)應(yīng)力增強件或三通定義欄Restraints是否有約束，有則雙擊，然后出現(xiàn)約束定義欄Displacements是否有位移荷載，有則雙擊，然后出現(xiàn)位移荷載定義欄Hangers是否有彈簧支吊架，有則雙擊，然后出現(xiàn)彈簧支吊架定義欄 Nozzles是否有管嘴，有則雙擊，然后出現(xiàn)管嘴定義欄 Forces/Moments是否有集中荷載，有則雙擊，然后出現(xiàn)集中荷載定義欄Uniform Loads是否有分布荷載，有則雙擊

11、，然后出現(xiàn)分布荷載定義欄Wind是否有風(fēng)荷載，有則雙擊，然后出現(xiàn)風(fēng)荷載定義欄 Material當(dāng)前單元材料序號Allowable Stress是否輸入當(dāng)前單元基本許用應(yīng)力，是則雙擊，然后出現(xiàn)許用應(yīng)力定義欄Elastic Modulus當(dāng)前單元楊氏彈性模量Poisson's Ratio當(dāng)前單元泊松比Pipe Density當(dāng)前單元管子質(zhì)量密度Fluid Density當(dāng)前單元管內(nèi)流體質(zhì)量密度Insulation當(dāng)前單元隔溫層質(zhì)量密度文件加密 批運算 插入單元 整體坐標(biāo) 節(jié)點增量 顯示輸入列表運算 刪除單元 搜索節(jié)點 結(jié)束循環(huán) 顯示距離膨脹節(jié)庫 彈簧設(shè)計標(biāo)準 彎管SIF 包括管文件 畫圖

12、繼續(xù) 閥門法蘭庫 標(biāo)題 分支SIF 特殊選項 包括結(jié)構(gòu)文件 上一個 按Page Up和PageDown鍵可上翻或下翻動Spreadsheet1.1安裝溫度程序中安裝溫度的缺省值是21。此值可以修改，具體操作方法是：1.在Spreadsheet下，點擊Kaux菜單下的Special Execution Parameters，調(diào)出Special Execution Parameters子菜單。2.移動光標(biāo)至Ambient Temperature處，鍵入新安裝溫度。1.2計算溫度CAESARII4.0允許定義三種計算溫度，在Spreadsheet的Temp1，Temp2，Temp3處輸入，此處也可輸

13、入安裝溫度至計算溫度和膨脹率。1.3計算壓力CAESARII4.0允許定義兩種計算壓力，在Spreadsheet的Pressure處輸入?？梢钥紤]布爾登壓力效應(yīng)（Bourdon Pressure Effects），具體操作步驟是：1.在Spreadsheet下，點擊Kaux菜單下的Special Execution Parameters，調(diào)出Special Execution Parameters 子菜單。2.移動光標(biāo)至Activate Bourdon后填1或2。1.4管內(nèi)流體密度輸入此值是為了計入流體的質(zhì)量。當(dāng)存在氣液兩相流體時，應(yīng)輸入平均密度。在Spreadsheet的Fluid Dens

14、ity處輸入。1.5腐蝕裕量CAESARII認為腐蝕量降低管道承受持續(xù)荷載的能力，而并不嗇管道柔性。此值在Spreadsheet的Corrosion處輸入。1.6保溫層對保溫層，輸入厚度和質(zhì)量密度，在Spreadsheet的Insul和Insulation處輸入。1.7管材特性管材特性包括楊氏彈性模量，泊松比，線膨脹系數(shù)，質(zhì)量密度以及基本許用應(yīng)力。CAESARII有多種材料的數(shù)據(jù)庫，常用的八種材料是：1-LOW CARBON STEEL 低碳鋼2-HIGH CARBON STEEL 高碳鋼3-CARBON MOLY STEEL 碳鉬鋼4-LOW CHROME MOLY STEEL 低鉻鉬鋼5-

15、MED CHROME MOLY STEEL 中鉻鉬鋼6-AUSTENITIC STAINLESS STEEL 奧氏體不銹鋼7-STRAIGHT CHROMIUM STEEL 純鉻鋼8-TYPE 310 STAINLESS STEEL 310型不銹鋼選用某種材料時，在Spreadsheet的Material 處輸入序號，楊氏彈性模量、泊松比、線膨脹系數(shù)、質(zhì)量密度隨之相應(yīng)確定。在Spreadsheet的Allowable Stress處雙擊出現(xiàn)基本許用應(yīng)力輸入欄如圖42所示。圖42Allowable Stress其中各提示符含義如下：SC安裝溫度下的基本許用應(yīng)力SH1第一個計算溫度下的基本許用應(yīng)力

16、SH2第二個計算溫度下的基本許用應(yīng)力SH3第三個計算溫度下的基本許用應(yīng)力F1對應(yīng)第一個計算溫度的應(yīng)力循環(huán)降低系數(shù)F2對應(yīng)第二個計算溫度的應(yīng)力循環(huán)降低系數(shù)F3對應(yīng)第三個計算溫度的應(yīng)力循環(huán)降低系數(shù)Eff縱向焊逢系數(shù)Code應(yīng)力驗算標(biāo)準，ANSI B31.1或B31.3等Sy定義最小屈服應(yīng)力2建立模型2.1直管對于直管，輸入長度、直徑以及壁厚。在Spreadsheet中的DX，DY，DZ處輸入直管單元在坐標(biāo)軸上的投影，在Diameter處輸入直徑，在Wt/Sch處輸入壁厚。2.2彎管對于彎管，輸入直徑、壁厚以及彎曲半徑。在Spreadsheet中，移動光標(biāo)至Bend處雙擊，表示單元終點處有彎管，屏幕

17、右邊隨之出現(xiàn)彎管輸入欄，如圖43所示。圖43 Bends各提示符含義如下：Radius彎曲半徑，缺省值為1.5倍的英制公稱直徑。Type彎管類型，留空表示彎管兩端為焊接連接填1表示一端為法蘭連接另一端焊接連接；填2表示兩端均為法蘭連接Angle#1Node#1的轉(zhuǎn)彎角度Node#1彎管上的節(jié)點，用于細分彎管Angle#2Node#2的轉(zhuǎn)彎角度Node#2彎管上的節(jié)點，用于細分彎管Angle#3Node#3的轉(zhuǎn)彎角度Node#3彎管上的節(jié)點，用于細分彎管Miter焊接彎管（蝦米腰彎管）塊數(shù)Fitting彎管壁厚，留空意為當(dāng)前彎管壁厚與直管壁厚相等2.3異徑管分成若干直徑遞減的直管段輸入。2.4三

18、通對于三通，主要是確定平面內(nèi)應(yīng)力加強系數(shù)和平面外應(yīng)力加強系數(shù)。移動光標(biāo)至Spreadsheet的SIF&Tees處雙擊，屏幕右邊隨之出現(xiàn)相應(yīng)的輸入欄，如圖44所示。圖44 SIF&Tees欄中各提示符含義如下：Node三通所在節(jié)點Type三通類型SIF(i)平面內(nèi)應(yīng)力加強系數(shù)SIF(o)平面外應(yīng)力加強系數(shù)Pad Thk加強板厚度Ftg Ro支管連接的最大接合半徑Crotch擠壓成形焊接三通的分歧點外徑CAESARII 4.0版給出十七種類型選擇。其中常用的有以下幾種：1-REINF.FAB.TEE板加強三通2-UNREINF.FAB.TEE非加強三通3-WELDING.TEE焊

19、接三通4-SWEEPOLET馬鞍（加強）接頭5-WELDOLET焊接接頭6-EXTRUDED WELDOLET擠壓成形焊接三通其中SWEEPOLET和WELDOLET是BONNEY FORGE公司產(chǎn)品。2.5閥門和法蘭閥門和法蘭的輸入項相同，需輸入長度和重量。閥門和法蘭通常被認為是剛性元件。輸入的方法是移動光標(biāo)至Spreadsheet的Rigid處雙擊，然后在右邊屏幕的Rigid Weight后輸入重量。2.6波紋補償器波紋補償器大致由三部分組成；波紋管，接管，約束附件。不同類型的波紋補償器其約束形式不同，準確描述波紋補償器的關(guān)鍵是抽象其力學(xué)模型。不同類型的波紋補償器其力學(xué)模型有所不同，但一般

20、主法是用Expansion Joint 描述波紋管部分，而把接管作為直管處理，用Restraints 描述約束關(guān)系。在Spreadsheet的Expansion Joint 處雙擊表示當(dāng)前單元波紋管，隨后屏幕右邊出現(xiàn)波紋管剛度輸入欄如圖45所示。圖45 Expansion Joints欄中各提示符含義如下：Axial Stif軸向剛度Trans Stif橫向剛度Bending Stif彎曲剛度Torsion Stif扭轉(zhuǎn)剛度Effective波紋管的有效通徑注意：波紋管的彎曲剛度和橫向剛度之間有確定關(guān)系，所以只能選擇其一輸入。在描述兩點的約束時，方便的作法是利用Restraints，在Node

21、處輸入一點，在Cnode處輸入另一點，用Type，Gap，Stif，Mu描述具體的約束特性。3約束3.1約束約束的意義廣泛，可以是各式各樣的支吊架，也可以是設(shè)備嘴子。以下是普通支吊架和設(shè)備嘴子的輸入方法，具體作法是移動光標(biāo)至Restraints處雙擊，隨之屏幕顯示如圖46所示：圖46 Restraints約束類型主要有以下幾種：X表示約束是+X和-X兩方向的Y表示約束是+Y和-Y兩方向的Z表示約束是+Z或-Z兩方向的RX表示約束是+RX和-RX兩角方向的RY表示約束 是+RY和-RY兩角方向的RZ表示約束是+RZ和-RZ兩角方向的+X或-X表示約束是+X或-X單方向的+Y或-Y表示約束是+Y或

22、-Y單方向的+Z或-Z表示約束是+Z或-Z單方向的+RX或-RX表示約束是+RX或-RX單角方向的+RY或-RY表示約束是+RY或-RY單角方向的+RX或-RZ表示約束是+RZ或-RZ單角方向的ANC表示約束是全固定的欄中各提示符含義如下：Node約束所在節(jié)點Type約束的類型Stif約束剛度Gap約束間隙Mu磨擦系數(shù)Cnode與Node相關(guān)連的節(jié)點3.2位移荷載（初始位移）在Spreadsheet的Displacement處雙擊，隨之屏幕右邊出現(xiàn)位移荷載輸入欄，如圖47所示：圖47Displacements各項符號含義如下：Node位移荷載作用節(jié)點DX節(jié)點在X方向的線位移DY節(jié)點在Y方向的線

23、位移DZ節(jié)點在Z方向的線位移RX節(jié)點在X方向的角位移RY節(jié)點在Y方向的角位移RZ節(jié)點在Z方向的角位移注：帶負號表示作用方向與坐標(biāo)方向相反。3.3預(yù)拉伸（冷緊）將預(yù)拉伸作為直管單元處理，材料序號為18。3.4圓柱形設(shè)備上的嘴子以下輸入是為了考慮嘴子的柔性。在Spreadsheet中雙擊Nozzles，表示當(dāng)前單元考慮嘴子，此后屏幕出現(xiàn)嘴子柔性選擇菜單，如圖48所示：圖48 Nozzles各項符號含議如下：Type選擇嘴子評判標(biāo)準Nozzle Node嘴子節(jié)點Vessel Node設(shè)備上與嘴子節(jié)點相連接的節(jié)點非必須輸入。借此點可以輸入嘴子初始位移（在Spreadsheet中輸入）Nozzle Ou

24、tside Diameter嘴子外直徑Nozzle Wall Thickness嘴子壁厚Vessel Outside Diameter設(shè)備外直徑Vessel Wall Thickness設(shè)備壁厚Vessel Pad Thickness設(shè)備加強圈厚度Distance to Stiffener or Head嘴子距設(shè)備一側(cè)加強環(huán)或端部的距離Distance to Opposite嘴子距設(shè)備一側(cè)加強環(huán)或端部的距離Vessel Centerline direction容器軸線的方向矢量在X方向上的分量Vessel Centerline direction容器軸線的方向矢量在Y方向上的分量Vessel

25、Centerline direction容器軸線的方向矢量在Z方向上的分量VesselTemperature(Optional)容器的溫度。非必須輸入，如果輸入則材料號應(yīng)輸入Vessel容器的材料號注意：如果嘴子有初始位移，不能定義給Nozzle Node，而應(yīng)定義給Vessel Node。無需描述Nozzle Node和Vessel Node的約束形式。3.5彈簧支吊架在Spreadsheet狀態(tài)下雙擊Hangers，屏幕上出現(xiàn)彈簧輸入菜單，如圖49所示：圖49Hangers菜單中各項含義如下：Node彈簧所在節(jié)點Cnode彈簧根部節(jié)點，不使用則可不填Hanger Table彈簧表CAESA

26、RII4.0搜錄了19家彈簧制造公司的新產(chǎn)品數(shù)據(jù)，鍵入？號可以列出這些公司名稱；鍵放序號表示選擇相應(yīng)彈簧表Available Space(neg.for)彈簧支或彈簧吊可用空間，填負數(shù)指彈簧支Allowable Load Variation(%)彈簧荷載允許變化率Rigid Support Displacement彈簧轉(zhuǎn)為一般剛性支承的位移控制量Max. Allowed Travel Limit彈簧允許最大位移，填0.001，程序?qū)⑦x擇恒力支吊架No.Hangers at Location當(dāng)前位置彈簧并聯(lián)數(shù)，填負數(shù)為最大允許并聯(lián)數(shù)Allow Short RangeSpring是否允許使用短程彈

27、簧，填0為否，填1為是(0-No,1-Yes)Operating Load (Total at)當(dāng)前彈簧總工作荷載Multiple Load Case Design多工況下的彈簧選擇方式，鍵入序號選擇Free Restraints at Node輸入約束被釋放的節(jié)點，用以確定彈簧基本荷載Free Restraints at Node輸入約束被釋放的節(jié)點，用以確定彈簧基本荷載Free Code (1-Y,2-XY,3-XY,4-XYZ,5-All)Spring RateTheoretical ColdConstant Effort國內(nèi)可變彈簧參數(shù)剛度Kgf/mm荷載范圍Kgf彈簧序號VS30VS

28、60VS90VS120最小荷載最大荷載010.4560.2280.1250.11421.038.3020.6280.3140.2090.15728.953030.7950.3980.2650.19936.667041.1030.5520.3680.2765193051.4980.7490.4490.37569126062.01.00.6770.592168072.7431.3720.9140.636126230083.6921.8461.230.923170310094.9962.4981.6651.249230420106.473.2362.1571.618298543118.8874.44

29、32.9622.2214097471212.026.014.0063.00555310101315.257.6265.0833.81370212811420.6010.306.8675.1594817301525.6112.8058.5376.403117821511632.8216.4110.948.205151027571746.0223.0115.3411.51211738661864.7432.3721.5816.19297854881984.7542.37628.2521.193899711920113.056.5137.6728.255198944221147.173.5549.0

30、336.7767671235622187.593.7565.546.888625157504692138184以上數(shù)據(jù)取自化工設(shè)計標(biāo)準CD42B5824載荷4.1集中荷載在Spreadsheet的Forces/Moments處雙擊，隨之屏幕右邊出現(xiàn)集中輸入欄如圖410所示：圖410分布荷載各項符號含義如下：Node1集中荷載作用節(jié)點Node2集中荷載作用節(jié)點FXX方向的集中力FYY方向的集中力FZZ方向的集中力MXX軸的集中力矩MYY軸的集中力矩MZZ軸的集中力矩注：帶負號表示作用方向與坐標(biāo)方向相反。4.2分布荷載在Spreadsheet的Uniform Load處雙擊，表示自當(dāng)前單元開始的所

31、有單元均有均布荷載存在，隨這屏幕右邊出現(xiàn)分布荷載輸入欄，如圖411所示。圖411Uniform Loads如項符號含義如下：UX方向的作用值UY方向的作用值UZ方向的作用值注：帶負號表示作用方向與坐標(biāo)方向相反。此值對當(dāng)前單元以后的單元有效，除非被改變。4.3風(fēng)荷載在Spreadsheet的Wind處雙擊表示自當(dāng)前單元開始的所有單元均有風(fēng)荷載存在。屏幕右邊中的Wind Shape為形狀系數(shù)，此值對當(dāng)前單元以后的單元有效。除非被改變。通常此值在0.50.65之間。5圖形顯示在Spreadsheet狀態(tài)下按Alt+P，隨之屏幕進入圖形顯示狀態(tài)，圖412所示。圖412圖形顯示狀態(tài)中有下列命令選項：Op

32、tions控制圖形顯示的選項View控制圖形顯示的方向Options菜單中選項為：Highlights選擇輝亮顏色Range圖形顯示的范圍Pan圖形的平移Zoom圖形的縮放Restraints顯示約束Anchors顯示固定點Displacements顯示位移荷載Hangers顯示彈簧支吊架Forces顯示集中荷載Nozzles顯示柔性管嘴Diameters顯示直徑Wall Thickness顯示壁厚Node numbers顯示節(jié)點Expansion Joints顯示波紋補償器Bends顯示彎管Insulation顯示保溫層厚Length顯示長度Material顯示材料View菜單中選項為：Re

33、set回到初始狀態(tài)Volume Plot雙線顯示執(zhí)行以上選擇的方法是移動鼠標(biāo)至所要選擇的命令處，然后點擊。第四章 靜力計算1數(shù)據(jù)檢查程序在數(shù)據(jù)檢查過程中，可能出現(xiàn)三種提示: 圖51（1） Warning警告性錯誤（2） Fatal Error致命性錯誤（3） Note 需注意的問題用戶在第一次輸入完成后，必須旱災(zāi)行數(shù)據(jù)檢查方可進行靜力計算。對于檢查過程中出現(xiàn)的致命性錯誤，用戶必須返回到Piping Spreadsheet狀態(tài)下進行修改。對于警告性錯誤，雖然不影響程序運行，用戶最好也要仔細看看，以保證計算結(jié)果的正確性，否則，雖然程序可以運行，但會得出一些不真實的結(jié)果。在數(shù)據(jù)檢查過程中，可得到許多

34、命令，分別簡述如下：OK用戶已經(jīng)在檢查信息，數(shù)據(jù)檢查應(yīng)該繼續(xù)Cancel取消數(shù)據(jù)檢查并返回到主菜單File菜單中的各項分別為：Print Last Message打印最新信息Print All Messages打印所有信息Restart Error Checking重新開始數(shù)據(jù)檢查Return to Piping Input返回到輸入菜單Options菜單中的各項分別為：Show only Fatal Errors僅顯示致命錯誤Turn this Message Off 關(guān)閉信息顯示數(shù)據(jù)檢查一旦完成，程序執(zhí)行許多其它項的檢查，例如嘴子的柔性和重心報告（這些計算可以在靜態(tài)輸出處理器中的Misce

35、llaneous Data報告中打?。?。成功地執(zhí)行完數(shù)據(jù)檢查后，用戶必須生成靜力計算所要求的文件。這可以通過點擊圖51所示的Warnings Exist 對話框中的Warnings OK-generate files（default）選項來實現(xiàn)。2靜力計算輸入完成后，用戶要進行靜力計算，有兩種方法：第一種，先進行錯誤檢查，然后再進行靜力計算具體作法：點擊File菜單下的Exit，關(guān)閉Piping Input Spreadsheet，出現(xiàn)Quit Options對話框，選擇Start Run，程序開始數(shù)據(jù)檢查，檢查無誤后，程序返回到CAESARII4.0主菜單，再選擇Analysis菜單中的St

36、atic，程序進入Static Analysis狀態(tài)，然選擇File中的Analyze，程序開始計算。第二種，出現(xiàn)Quit Options對話框后，選擇Start Batch Run，程序?qū)?shù)據(jù)檢查和靜力計算一起完成。即檢查無誤后，程序自動進入計算狀態(tài)。3工況組合經(jīng)過錯誤檢查后的管模型分析的第一步是定義靜態(tài)工況，這可以通過選擇CAESARII主菜單中的Analysis-Static選項來實現(xiàn)（選擇此項前，管模型輸入文件必須通過數(shù)據(jù)檢查），此時屏幕上將會出現(xiàn)如下提示：圖52 Load Case Editor注：這里程序推薦的工況組合數(shù)與輸入數(shù)據(jù)有關(guān)。在說明如何對工況進行修改之前，先對屏幕以及屏幕

37、上的有關(guān)字符作一解釋。屏幕左邊為荷載類型及應(yīng)力類型，右邊為荷載組合情況。屏幕左上方的字符表示荷載類型：W管道自重（包括管重、保溫重、介質(zhì)重和剛性元件重）WIND風(fēng)荷載D管道附加位移T溫度P壓力F集中力/力矩，冷緊，彈簧初始荷載WNC管道自重（不包含介質(zhì)量）屏幕左下方的字符表示應(yīng)力類型：SUS表示冷態(tài)（一般指安裝狀態(tài)）OPE表示熱態(tài)（一般指工作狀態(tài)）EXP表示純熱態(tài)，包括溫度和附加位移OCC表示臨時荷載狀態(tài)這是程序推薦的工況組合，如果沒有特殊荷載或者不進行特別計算，程序推薦的工況組合已足夠，用戶可直接使用，即選擇Recommend，出現(xiàn)Recommend Load Cases，選擇Yes，這時程

38、序?qū)⒗^續(xù)向下運行。如果有特殊荷載，如風(fēng)荷載、地震荷載等等，或者，用戶想進行一些特點的計算，這時用戶可對程序推荷的工況組俁進行修改，鍵入自己所需的工況組合，用戶最多可定義20種工況。具體操作：選擇Edit菜單中的Add Entry，這時屏幕右邊Load List 會增加一行，屏幕顯示：圖53 Load Case Editor利用屏幕Edit菜單中的指令，用戶可對工況進行修改（增加或刪除）。如增加一種工況可用命令A(yù)dd Entry，如去掉一種工況可用命令Delete Entry 。具體操作：如果用戶想在某一種工況的下面再增加一種工況，用戶只需將光標(biāo)移到該種工況所在的一行上，再選擇Edit 菜單中的

39、Add Entry，這時屏幕上，該種工況所在行的下面將出現(xiàn)一空白行，用戶可鍵入自己所需工況，程序自動順序修改工況前面的標(biāo)號。如果想去掉一種工況，用戶可將光標(biāo)移到該種工況所在行上，再選擇Edit菜單中的Delete Entry，這時屏幕上，該工況已除去，程序自動順序修改工況前面的標(biāo)號。用戶也可以在某一種工況上增加一種荷載或去掉一種荷載。修改完成后，用戶選擇File菜單中的Analyze，程序?qū)葱薷暮蟮墓r進行計算，運行完成后，程序直接進入結(jié)果菜單Static Output Processor狀態(tài)。4風(fēng)荷載如果用戶在piping Spreadsheet狀態(tài)中輸入了風(fēng)荷載，即輸入了風(fēng)荷載體形系數(shù)，

40、則用戶在靜力分析計算時，首先需進入Analysis菜單中的Static，出現(xiàn)Static Analysis屏幕顯示，單擊Wind Load Editor，進入風(fēng)載荷編輯欄，屏幕顯示：圖54Wind Load Specifications屏幕上有關(guān)字符的意義如下：ASCE#7 Wing Load原美國國家標(biāo)準ANSI A58.1中風(fēng)荷載數(shù)據(jù)，使用時鍵入1.0，不使用鍵入0.0User-Defined Wing Pressure vs用戶定義風(fēng)壓與高度的關(guān)系，使用時鍵入1.0，不使用鍵入0.0User-Defined Wing Velocity vs用戶定義風(fēng)速與高度的關(guān)系，使用時鍵入1.0，不使

41、用鍵入0.0Wind Direction Specification風(fēng)向說明X Wind Direction cosine風(fēng)向?qū)τ赬軸的方向余弦Y Wind Direction cosine風(fēng)向?qū)τ赮軸的方向余弦Z Wind Direction cosine風(fēng)向?qū)τ赯軸的方向余弦ASCE#7 Wind Load Parameters原美國國家標(biāo)準ANSI A58.1中風(fēng)荷載數(shù)據(jù)，下面幾項都是使用ANSIA58.1時，用戶需輸入的數(shù)據(jù)。Basic Wind基本風(fēng)速，最小值為70米/小時 Wind Exposure場地類型，國內(nèi)煉廠一般為3Structural Damping Coef結(jié)構(gòu)阻尼系數(shù)

42、，一般為0.03Structural Classification結(jié)構(gòu)分類，煉廠一般為2(or) Importance結(jié)構(gòu)重要性ASCE#7 Topographic Factor Parameters原美國國家標(biāo)準ANSI A58.1中的地形參數(shù)Height of Hill 山的高度Crest峰值Heihgt A bove Ground高于地面的高度Distance from Crest離山峰的距離Hill Type山的種類CAESARII允許用戶使用三種不同的方法計算風(fēng)荷載：（1） 使用ASCE#7（2） 用戶定義風(fēng)壓與高度的關(guān)系（3） 用戶定義風(fēng)速與高度的關(guān)系CAESARII缺省值為使用A

43、SCE#7如果用戶使用ASCE#7，則應(yīng)輸入風(fēng)向及風(fēng)向以下的所有數(shù)據(jù)；如果用戶使用自己定義的風(fēng)壓與高度或風(fēng)速與高度的關(guān)系表，則需分別在風(fēng)載定義編輯欄中的風(fēng)壓與高度的關(guān)系框和風(fēng)速與高度的關(guān)系框中輸入1.0，然后點擊File菜單中的Analyze，出現(xiàn)風(fēng)壓與高度或風(fēng)速與高度的關(guān)系表。如果均布壓力或速度作用在整個管道系統(tǒng)，在關(guān)系表中僅需輸入一個值，否則，用戶需要輸入壓力或速度與風(fēng)載的對應(yīng)表。由于用戶使用自己定義的風(fēng)壓與高度或風(fēng)速與高度的關(guān)系表，只需輸入風(fēng)向一項，所以用戶在輸入風(fēng)壓或風(fēng)速時應(yīng)將場地類型、建筑物重要性系數(shù)等都要考慮進去。如果用戶選擇風(fēng)壓與高度關(guān)系一項，輸入風(fēng)向值后，點擊File菜單中的A

44、nalyze，屏幕顯示：圖56Wind Pressure vs Elevation這時，用戶在風(fēng)壓（PRESSURE）一列輸入風(fēng)壓值，在高度（ELEVATION0）一列輸入對應(yīng)的高度值。這里輸入數(shù)據(jù)與輸入順序無關(guān)，用戶可以按從低到高的順序輸入，也可以按從高到低的順序輸入，輸入完成后，單擊OK，程序?qū)⒗^續(xù)運行直到求解結(jié)束?，F(xiàn)就風(fēng)壓與高度的關(guān)系表作一說明根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范化GBJ9-87垂直于建筑表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準值，應(yīng)按下式計算：Wk=z z s o式中：WK 風(fēng)荷載標(biāo)準值z Z高度處的風(fēng)振系數(shù)z 風(fēng)荷載體形系數(shù)o 基本風(fēng)壓風(fēng)振系數(shù)主要在動力分析時使用，靜力分析時一般不考慮。風(fēng)荷載體形系數(shù)請參

45、考第二章。風(fēng)壓高度變化系數(shù)，應(yīng)根據(jù)地而粗糙度類別確定，見下表：離地面或海平面高度地面粗糙度類別(m)ABC51.170.800.54101.381.000.71151.521.140.84201.631.250.94301.801.421.11401.921.561.24502.031.671.36602.121.771.46702.201.861.55802.271.951.64902.342.021.721002.402.092.11注：A類指海南、海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；B類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵及房屋比較稀疏的中、小城鎮(zhèn)和大城市效區(qū)；C類指有密集建筑群的大城市市區(qū)；這里只列出了部

46、分數(shù)據(jù)，更詳細的內(nèi)容請參考建樹結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GBJ9-87；基本風(fēng)壓值請參照全國基本風(fēng)壓分布圖。第五章 靜力計算結(jié)果計算結(jié)果菜單（Output），有兩種方式：第一種，程序運行完成后，直接進入Static Output Processor；第二種，選擇主菜單Output菜單中的Static，屏幕將顯示：圖61Static Output Processor靜力計算結(jié)果菜單分為三部分：荷載工況選項區(qū)、結(jié)果數(shù)據(jù)選項區(qū)、輸出格式選項區(qū)。先介紹一下結(jié)果菜單中有關(guān)字符的含義：左力一欄為荷載工況選項區(qū)（Load Cases Analyzed），其中有關(guān)字符的含義請參看第四章。中間一欄為結(jié)果數(shù)據(jù)選項區(qū)（Repor

47、t Options），其中有關(guān)字符的含義：Displacement節(jié)點位移Restraints約束力Restraints Summary總體約束力Global Element Forces整體單元內(nèi)力Local Element Forces局部單元內(nèi)力Stresses單元應(yīng)力Sorted Stresses分類應(yīng)力右邊一欄為一般計算結(jié)果選項區(qū)（General Computed Results），輸出方式選擇區(qū)（Miscellaneous Option）和計算所用的單元（Units ENGLISH.FIL）其中：Hanger Table彈簧支吊架表Hanger Table Text各彈簧支吊架分別

48、列表Input Echo輸入顯示開關(guān)Miscellaneous Data其它數(shù)據(jù)顯示132 Column Reports設(shè)備寬行輸出SI表示單位制為國際制單位具體操作是：選擇Input Echo，然后選擇Options 菜單中的View Reports，出現(xiàn)Input Listing Options編輯框，從Report Options 中選擇需要顯示的各項，如，Elements，Bend，Rigid等等，然后單擊OK，出現(xiàn)Static Output Processing 顯示屏，顯示PIPE DATA。如果選擇Miscellaneous REPORT菜單。1計算結(jié)果輸出（Static Out

49、put Procssor）將靜力計算結(jié)果菜單中所要選擇的項以亮塊復(fù)蓋，具體作法：用鼠標(biāo)單擊所選項。如果將結(jié)果屏幕顯示，選擇Options菜單中的View Reports，選項完成后，程序直接將計算結(jié)果顯示到屏幕上。如果直接將結(jié)果輸出到打印機上，選擇File菜單中的Print，然后選擇所要打印的范圍以及打印的份數(shù)，選項完成后，程序直接將計算結(jié)果輸出到打印機上。如果將結(jié)果形成文件后，輸出到磁盤上，選擇File菜單中的save 或save as，屏幕顯示：圖62用戶可把結(jié)果輸?shù)紸盤，B盤或C盤的任意路徑下。選擇完成后，單擊保存，程序又回以結(jié)果菜單狀態(tài)（Static Output Processor）

50、。如果想在結(jié)果報表中作一些說明，還要選擇Options菜單中的Title Lines，選項完成后，程序進入輸入標(biāo)題選項狀態(tài)（Title Lines Entry），屏幕顯示：圖63 Title Lines Entry用戶在屏幕上鍵入標(biāo)題內(nèi)容，然后單擊OK，程序返回到結(jié)果菜單狀態(tài)。2計算結(jié)果分析管道的靜力計算結(jié)果一般包括：管道應(yīng)力，管道上各約束受力，管道各點位移，應(yīng)力計算結(jié)果主要用于對管道進行應(yīng)力校核，CAESARII 4.0版本應(yīng)力校核提供多種規(guī)范（祥細說明見第二章）。對于石油煉制廠管道一般采用ANSI/ASME B31.3。根據(jù)ANSI/ASME B31.31996：1）由于管道內(nèi)壓力所產(chǎn)生的

51、環(huán)向應(yīng)力不大于熱態(tài)許用應(yīng)力；2）由于壓力、重量和其它持續(xù)載荷所產(chǎn)生的縱向應(yīng)力的總和（S1）不大于熱態(tài)許用應(yīng)力（Sh）；3）對于計算出的許用應(yīng)力范圍SE，其許用位移應(yīng)力范圍為；SE=f（1.25Se+0.25Sh）其中：Se冷態(tài)時的管子材料許用應(yīng)力Sh熱態(tài)時的管子材料許用應(yīng)力f在全部工作年限內(nèi)，根據(jù)管線伸縮的總循環(huán)次數(shù)確定的應(yīng)力降低系數(shù)。當(dāng)Sh大于S1時，可用合成應(yīng)力范圍（Se+S1）與許用合成應(yīng)力范圍SA比較，其許用合成應(yīng)力范圍為：SA=1.25f (Se+ Sh)- S14）由于壓力、重量和其它持續(xù)荷載所產(chǎn)生的縱向應(yīng)力，以及如風(fēng)或地震等臨時荷載所產(chǎn)生的應(yīng)力之和，不大于熱態(tài)許用應(yīng)力的1.33倍

52、。風(fēng)和地震的作用為不需考慮會同時發(fā)生。管道應(yīng)力校核一般包括一次應(yīng)力校核和二次應(yīng)力校核（有臨時荷載時還要進行臨時核載應(yīng)力校核）。管道承受內(nèi)壓和持續(xù)荷載而產(chǎn)生的應(yīng)力，屬于一次應(yīng)力，管道承受同我荷載、地震荷載、水沖擊和安全閥動作沖擊等荷載而產(chǎn)生的應(yīng)力，也屬于一次應(yīng)力，但這些荷載都是屬于臨時荷載。管道由熱脹、新華通訊社縮和其它位移受約束而產(chǎn)生的應(yīng)力，屬于二次應(yīng)力。管道由于溫度不均勻的溫度梯度或內(nèi)外壁徑向溫度梯度產(chǎn)生的溫差應(yīng)力，以及管道與連接部件有不同的金屬特性（線膨脹系數(shù)不同）而產(chǎn)生的熱應(yīng)力屬于二次應(yīng)力，關(guān)于管道應(yīng)力分類請參考有關(guān)管道應(yīng)力方面的書籍。3一次應(yīng)力校核在靜力計算結(jié)果菜單（Static Output Processor）中，選擇Load Cases Analyzed下的（SUS）W+P1+F1，Report Options中的Stresses，然后