CASEAR2简易操作手册.docx
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CASEAR2简易操作手册
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录目
1
程序功能及性能简介…………………………………第一章2
程序安装………………………………………………第二章
6
调用程序………………………………………………第三章
8
建立模型………………………………………………第四章22
静力计算………………………………………………第五章
30
静力计算结果…………………………………………第六章
1
北京市艾思弗计算机软件技术有限公司．
CAESARII-管道应力分析简版使用手册
程序功能及性能简介CAESARII4.0具备如下计算功能：
从静力学角度而言，、涉及所有静力荷载，如管道自重、内外压力、温度、附加位移、预拉伸（冷紧）?
沉陷、集中荷载。
分类计算荷载，结果可以相互叠加。
?
计算设备嘴子的刚度。
可根据?
WRC297准确模拟各种形式的波纹膨胀节。
?
……ANSIB31.1、ANSIB31.3?
提供多种设计规范，如：
计算设备嘴子应力条件。
可根据WRC107?
可验算设备嘴子受力条件。
?
可计算风荷载、地震荷载。
?
钢结构可与管道系统混合计算。
?
还具备相当优良的使用性能，突出表现在输入输出方面。
工具条菜单输CAESARII4.0入采用全屏幕填表方式，辅以求助信息、编辑命令和图形显示，使用户感到十分方便。
输出方面也很具特点，融入许多编辑命令，诸如翻页、查找、打印等，图形显示直观明了。
命令，也不必死记程序操作具备这样的性能就使得用户无需掌握太多DOSCAESARII4.0该程序在解题能力方面没有严格限制，只须保证有足够的外存容量。
步骤和数据输入格式。
CAESARII4.0的配置要求：
IntelPentiumProcessor
?
或更高）操作系统，NT4.095MincrosoftWindows（，98?
32MB内存（推荐）?
76MB硬盘空间?
驱动器?
CD-ROM（使用大字体）。
分辨率1024×（使用小字体）600要求注：
CAESARII4.0800×分辨率或768
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CAESARII-管道应力分析简版使用手册
程序安装第一章NT4.0以上的操作环境。
具体安装步骤如下：
，Win98或安装程序需要MicrosoftWin95驱动器中，安装程序将自动开始。
如CD-ROM软件的CD盘放入把装有1CAESARII步。
如果安装程序不能自动开始，用户应该手动完成以下的2果这样的话，用户可跳过第步骤。
出现添加，删除程序>从控制面板中选择<添加/>><开始—<设置>—<控制面板。
2单击，开始安装程序。
接着提示用户选择目录一安装安装>/删除程序对话框，然后点击<来改变安装目录。
CAESARII，也可通过选择，用户选择安装类型。
缺省的选项为“安全安装”建议多数用户使用>下一步3单击<这个选项。
，用户选择语言类型。
<下一步>4单击>下一步，用户选择定义程序快捷方式的文件夹。
5单击<。
，用户定义所使用的>ESL颜色（白色）单击6<下一步CAESARII安装开始。
下一步7单击<>，CRC检查，以证实所有的文件已经正确释放安装。
将进行一旦安装完成后，CAESARII
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CAESARII-管道应力分析简版使用手册调用程序第二章
用户调用该程序的步骤如以CAESARII程序已被装入硬盘CAESAR子目录的情况下，下：
<开始>按纽。
1点击任务栏的，显示所有可用的程序。
根据设置不同，也许需要搜索多级菜单。
程序>2指向<软件，屏幕显示CAESARII3当看到CAESARII时，单击CAESARII4.0从而启动所示。
CAESARII程序主菜单，如图3—1
1CAESARIIMainMenr
—3图
，目录下的C2.exe文件）双击注：
CAESARII快捷键（但必须注意此快捷键是CAESARIICAESARII软件。
也可启动
配置动态分析新文件管道模型结构模型加密锁
打开文件埋地管静态分析静态结果材料帮助
用户可以从菜单中选择文件（File），输入数据（Input），分析类型（Analysis），输出4
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管道应力分析简版使用手册CAESARII-
结果（Output）等菜单。
所有的CAESARII分析都要求输入一个文件名，以便数据的输入，模型的分析和对所定义的文件的输出绍果进行分析。
文件名用File菜单来定义，具体操作方法如下：
用户开始一个新的分析时，选择File菜单中的New（或者单击New图标），输入一个文件名和文件名所在的路径如图3—2所示。
为了快速进入程序，用户应该输入文件名，然后选择PipingInput。
图3—2NewJobNameSpecification
注意：
选择File菜单中的Open（或都单击Open图标）表明用户用一个对话框来选择已存在的文件。
经常使用的文件也可以从File菜单中的“MostRecentlyUsed”中选择。
选择一个文件名并不能打开该文件，它仅表示可以对该文件进行输入，分析，结果评价或进行其它的操作，但是用户仍需从菜单中选择这些操作。
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管道应力分析简版使用手册CAESARII-
第三章建立模型
1总述
管道系统静力分析需要将诸如计算条件（温度、压力等）、管子材料特性（杨氏弹性模量、线膨胀系数、基本许用应力等）、管子尺寸（直径、壁厚、长度）空间走向、约束方式等作为基本数据输入。
这些数据沿管道有所变化，在发生变化的地方设立节点，这样，整个管系被划分成许多单元，每个单元由两个节点组成。
CAESARII4.0采用逐个单元输入的方法，单元的输入以填表的方式完成，该表格在程序中称为Spreadsheet，一个单元对应一页Spreadsheet。
调出Spreadsheet的具体操作步骤是：
（1）进入CAESARII主菜单，定义文件名（作法见第三章）。
（2）选择主菜单Input中的Piping，Piping-Input表格式输入菜单—Spreadsheet形式如4—1所示。
图4—1PipingInputSpreadsheet
注意：
在选择Input之前应留意主菜单上的Currentjobname是否是所要编辑的文件，执行jobname选择项可更换当前文件。
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CAESARII-管道应力分析简版使用手册其中栏内提示符含义：
From当前单元起始节点To当前单元终止节点DX当前单元在X方向上的投影
当前单元在YDY方向上的投影
当前单元在ZDZ方向上的投影
Offsets当前单元是否有偏差值，有则双击，然后输入有关数据
Diameter当前单元管子直径
当前单元管子壁厚Wt/Sch
当前单元管子腐蚀裕量Corrosion
InsulThk当前单元保温层厚度
Temp1当前单元第一个计算温度
当前单元第二个计算温度Temp2
当前单元第三个计算温度Temp3
Pressure1当前单元第一个计算压力
Pressure2当前单元第二个计算压力
当前单元终止节点是否有弯管，有则双击，然后在现弯管定义栏Bend
当前单元是否是刚性元件，是则双击，然后出现刚性元件定义栏Rigid
ExpansionJoint
当前单元是否是波纹膨胀节，是则双击，然后出现波纹膨胀节定义栏
当前单元终止节点是否有应力增强件或三通，有则双击，然后出现SIF&Tees
应力增强件或三通定义栏
Restraints是否有约束，有则双击，然后出现约束定义栏
Displacements是否有位移荷载，有则双击，然后出现位移荷载定义栏
Hangers是否有弹簧支吊架，有则双击，然后出现弹簧支吊架定义栏
Nozzles是否有管嘴，有则双击，然后出现管嘴定义栏
Forces/Moments是否有集中荷载，有则双击，然后出现集中荷载定义栏
UniformLoads是否有分布荷载，有则双击，然后出现分布荷载定义栏
Wind是否有风荷载，有则双击，然后出现风荷载定义栏
Material当前单元材料序号
AllowableStress是否输入当前单元基本许用应力，是则双击，然后出现许用应力定义栏
ElasticModulus当前单元杨氏弹性模量
Poisson'sRatio当前单元泊松比
PipeDensity当前单元管子质量密度
FluidDensity当前单元管内流体质量密度
Insulation当前单元隔温层质量密度
文件加密批运算插入单元整体坐标节点增量显示输入列表
显示距离结束循环搜索节点删除单元运算
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CAESARII-管道应力分析简版使用手册继续弯管SIF包括管文件膨胀节库画图弹簧设计标准
上一个分支SIF特殊选项包括结构文件阀门法兰库标题
Spreadsheet
键可上翻或下翻动按PageUp和PageDown安装温度1.1℃。
此值可以修改，具体操作方法是：
程序中安装温度的缺省值是21SpecialExecution下，点击Kaux菜单下的SpecialExecutionParameters，调出1.在SpreadsheetParameters子菜单。
AmbientTemperature处，键入新安装温度。
2.移动光标至1.2计算温度处输Temp3，Temp2，CAESARII4.0允许定义三种计算温度，在Spreadsheet的Temp1入，此处也可输入安装温度至计算温度和膨胀率。
1.3计算压力处输入。
可以考虑布的Pressure允许定义两种计算压力，在CAESARII4.0Spreadsheet），具体操作步骤是：
尔登压力效应（BourdonPressureEffectsSpecialExecution菜单下的在Spreadsheet下，点击KauxSpecialExecutionParameters，调出1.Parameters子菜单。
。
1后填或22.移动光标至ActivateBourdon1.4管内流体密度输入此值是为了计入流体的质量。
当存在气液两相流体时，应输入平均密度。
在FluidDensity处输入。
Spreadsheet的腐蚀裕量1.5认为腐蚀量降低管道承受持续荷载的能力，而并不啬管道柔性。
此值在CAESARIISpreadsheetCorrosion处输入。
的1.6保温层InsulSpreadsheet对保温层，输入厚度和质量密度，在的和Insulation处输入。
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管道应力分析简版使用手册CAESARII-1.7管材特性
管材特性包括杨氏弹性模量，泊松比，线膨胀系数，质量密度以及基本许用应力。
CAESARII有多种材料的数据库，常用的八种材料是：
1-LOWCARBONSTEEL低碳钢
高碳钢2-HIGHCARBONSTEEL
3-CARBONMOLYSTEEL碳钼钢
4-LOWCHROMEMOLYSTEEL低铬钼钢
中铬钼钢5-MEDCHROMEMOLYSTEEL
奥氏体不锈钢6-AUSTENITICSTAINLESSSTEEL
纯铬钢7-STRAIGHTCHROMIUMSTEEL
8-TYPE310STAINLESSSTEEL型不锈钢310
选用某种材料时，在Spreadsheet的Material处输入序号，杨氏弹性模量、泊松比、线膨胀系数、质量密度随之相应确定。
在Spreadsheet的AllowableStress处双击出现基本许用应力输入栏如图4—2所示。
图4—2AllowableStress
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CAESARII-管道应力分析简版使用手册
其中各提示符含义如下：
SC安装温度下的基本许用应力SH1第一个计算温度下的基本许用应力SH2第二个计算温度下的基本许用应力SH3第三个计算温度下的基本许用应力F1对应第一个计算温度的应力循环降低系数
对应第二个计算温度的应力循环降低系数F2
对应第三个计算温度的应力循环降低系数F3
Eff纵向焊逢系数
Code应力验算标准，ANSIB31.1或B31.3等
定义最小屈服应力Sy
2建立模型
2.1直管
对于直管，输入长度、直径以及壁厚。
在Spreadsheet中的DX，DY，DZ处输入直管单元在坐标轴上的投影，在Diameter处输入直径，在Wt/Sch处输入壁厚。
2.2弯管
对于弯管，输入直径、壁厚以及弯曲半径。
在Spreadsheet中，移动光标至Bend处双击，表示单元终点处有弯管，屏幕右边随之出现弯管输入栏，如图4—3所示。
图4—3Bends
各提示符含义如下：
Radius
弯曲半径，缺省值为1.5倍的英制公称直径。
弯管类型，留空表示弯管两端为焊接连接填1表示
一端为法兰连接另一端焊接连接；填Type
2表示两端均
为法兰连接
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CAESARII-管道应力分析简版使用手册的转弯角度Angle#1Node#1Node#1弯管上的节点，用于细分弯管Angle#2Node#2的转弯角度Node#2弯管上的节点，用于细分弯管Node#3的转弯角度Angle#3
Node#3弯管上的节点，用于细分弯管焊接弯管（虾米腰弯管）块数Miter
弯管壁厚，留空意为当前弯管壁厚与直管壁厚相等Fitting
2.3异径管
分成若干直径递减的直管段输入。
2.4三通
对于三通，主要是确定平面内应力加强系数和平面外应力加强系数。
移动光标至Spreadsheet的SIF&Tees处双击，屏幕右边随之出现相应的输入栏，如图4—4所示。
图4—4SIF&Tees
栏中各提示符含义如下：
Node三通所在节点
Type三通类型
平面内应力加强系数SIF（i）
平面外应力加强系数SIF（o）
PadThk加强板厚度
FtgRo支管连接的最大接合半径
挤压成形焊接三通的分歧点外径Crotch
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CAESARII4.0版给出十七种类型选择。
其中常用的有以下几种：
1-REINF.FAB.TEE板加强三通
非加强三通2-UNREINF.FAB.TEE
焊接三通3-WELDING.TEE
马鞍（加强）接头4-SWEEPOLET
焊接接头5-WELDOLET
挤压成形焊接三通6-EXTRUDEDWELDOLET
其中SWEEPOLET和WELDOLET是BONNEYFORGE公司产品。
2.5阀门和法兰
阀门和法兰的输入项相同，需输入长度和重量。
阀门和法兰通常被认为是刚性元件。
输入的方法是移动光标至Spreadsheet的Rigid处双击，然后在右边屏幕的RigidWeight后输入重量。
2.6波纹补偿器
波纹补偿器大致由三部分组成；波纹管，接管，约束附件。
不同类型的波纹补偿器其约束形式不同，准确描述波纹补偿器的关键是抽象其力学模型。
不同类型的波纹补偿器其力学模型有所不同，但一般主法是用ExpansionJoint描述波纹管部分，而把接管作为直管处理，用Restraints描述约束关系。
在Spreadsheet的ExpansionJoint处双击表示当前单元波纹管，随后屏幕右边出现波纹管刚度输入栏如图4—5所示。
图4—5ExpansionJoints
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CAESARII-管道应力分析简版使用手册栏中各提示符含义如下：
AxialStif轴向刚度
横向刚度TransStif
弯曲刚度BendingStif
TorsionStif扭转刚度
Effective
波纹管的有效通径
注意：
波纹管的弯曲刚度和横向刚度之间有确定关系，所以只能选择其一输入。
在描述两处输入另一点，在处输入一点，Cnode，点的约束时，方便的作法是利用Restraints在NodeStifType用，Gap，，Mu描述具体的约束特性。
3约束
3.1约束
约束的意义广泛，可以是各式各样的支吊架，也可以是设备嘴子。
以下是普通支吊架和设备嘴子的输入方法，具体作法是移动光标至Restraints处双击，随之屏幕显示如图4—6
所示：
6Restraints
—4图
约束类型主要有以下几种：
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CAESARII-管道应力分析简版使用手册X表示约束是+X和-X两方向的
表示约束是+Y和-YY两方向的
表示约束是+ZZ或-Z两方向的
RX表示约束是+RX和-RX两角方向的
RY表示约束是+RY和-RY两角方向的
表示约束是+RZ和-RZ两角方向的RZ
表示约束是+X或-X单方向的-X+X或表示约束是+Y或或+Y-Y-Y单方向的
表示约束是-Z+Z或+Z或-Z单方向的
表示约束是+RX或+RX-RX或-RX单角方向的
表示约束是+RY或-RY+RY或-RY单角方向的
表示约束是+RZ或-RZ或+RX-RZ单角方向的
ANC
表示约束是全固定的
栏中各提示符含义如下：
约束所在节点Node
Type约束的类型
Stif约束刚度
约束间隙Gap
磨擦系数Mu
Cnode
与Node相关连的节点
3.2位移荷载（初始位移）
在Spreadsheet的Displacement处双击，随之屏幕右边出现位移荷载输入栏，如图
4—7所示：
图4—7Displacements
各项符号含义如下：
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CAESARII-管道应力分析简版使用手册Node位移荷载作用节点
节点在X方向的线位移DX
节点在Y方向的线位移DY
D节点在Z方向的线位移Z
R节点在X方向的角位移X
节点在Y方向的角位移RY
节点在Z方向的角位移RZ
注：
带负号表示作用方向与坐标方向相反。
3.3预拉伸（冷紧）
将预拉伸作为直管单元处理，材料序号为18。
3.4圆柱形设备上的嘴子
以下输入是为了考虑嘴子的柔性。
在Spreadsheet中双击Nozzles，表示当前单元考虑嘴子，此后屏幕出现嘴子柔性选择菜单，如图4—8所示：
图4—8Nozzles
各项符号含议如下：
Type
选择嘴子评判标准
NozzleNode
嘴子节点
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管道应力分析简版使用手册CAESARII-设备上与嘴子节点相连接的节点非必须输入。
借此点可以输入嘴子VesselNode
中输入）初始位移（在SpreadsheetNozzleOutsideDiameter嘴子外直径
NozzleWallThickness嘴子壁厚
VesselOutsideDiameter设备外直径
VesselWallThickness设备壁厚
VesselPadThickness设备加强圈厚度
DistancetoStiffenerorHead嘴子距设备一侧加强环或端部的距离
DistancetoOpposite嘴子距设备一侧加强环或端部的距离
VesselCenterlinedirection容器轴线的方向矢量在X方向上的分量
VesselCenterlinedirection容器轴线的方向矢量在Y方向上的分量
VesselCenterlinedirection容器轴线的方向矢量在Z方向上的分量
VesselTemperature（Optional）容器的温度。
非必须输入，如果输
入则材料号应输入
Vessel容器的材料号
注意：
如果嘴子有初始位移，不能定义给NozzleNode，而应定义给VesselNode。
无需描述NozzleNode和VesselNode的约束形式。
3.5弹簧支吊架
在Spreadsheet状态下双击Hangers，屏幕上出现弹簧输入菜单，如图4—9所示：
图4—9Hangers
菜单中各项含义如下：
Node弹簧所在节点
Cnode
弹簧根部节点，不使用则可不填
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CAESARII-管道应力分析简版使用手册
HangerTable
家弹簧制造搜录了19弹簧表CAESARII4.0公司的新产品数据，键入？
号可以列出这些公司名称；键放序号表示选择相应弹簧表
Space（neg.for）Available
弹簧支或弹簧吊可用空间，填负数指弹簧支
LoadVariation（%）Allowable
弹簧荷载允许变化率
SupportDisplacementRigid
弹簧转为一般刚性支承的位移控制量
AllowedTravelLimit
Max.
0.001，程序将选择弹簧允许最大位移，填恒力支吊架
No.HangersatLocation
当前位置弹簧并联数，填负数为最大允许并联数
AllowShortRangeSpring（0-No,1-Yes）
为是为否，填1是否允许使用短程弹簧，填0
OperatingLoad（Totalat）
当前弹簧总工作荷载
MultipleLoadCaseDesign
多工况下的弹簧选择方式，键入序号选择
FreeRestraintsatNode
输入约束被释放的节点，用以确定弹簧基本荷载
FreeRestraintsatNode
输入约束被释放的节点，用以确定弹簧基本荷载
FreeCode
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