CASEAR2简易操作手册.docx

1、CASEAR2简易操作手册 目录 版权所有 翻印必究 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。? ANSI B31.1、ANSI B

2、31.3? 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CAESARII 4.0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DOSCAESARII 4.0 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。 CAESARII

3、4.0的配置要求：Intel Pentium Processor ? 或更高）操作系统，NT4.095 Mincrosoft Windows（，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：CAESARII 4.0800分辨率或768 2 北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司 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Microsoft Win95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1C

4、AESARII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开始/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。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 3 北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司 CAESARII-管道

5、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： 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31 1CAESARII Main Menr 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CAESARII CAESARII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

6、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 北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司 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32所示。为了快速进入程序，用户应该输入文件名，然后选择Piping Input

7、。 图32New Job Name Specification 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“Most Recently Used”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。 5 北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司 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

8、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。CAESARII 4.0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41所示。 图41Piping Inpu

9、t Spreadsheet 注意：在选择Input之前应留意主菜单上的Current jobname是否是所要编辑的文件，执行jobname选择项可更换当前文件。 6 北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司 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 Insul

10、 Thk 当前单元保温层厚度 Temp 1 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 Expansion Joint 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

11、，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 Uniform Loads 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 Allowable Stress 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 Elastic Modu

12、lus 当前单元杨氏弹性模量 Poissons Ratio 当前单元泊松比 Pipe Density 当前单元管子质量密度 Fluid Density 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 7 北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司 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Page Up和Page

13、Down 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21Special Execution 下，点击Kaux菜单下的Special Execution Parameters，调出1.在Spreadsheet Parameters子菜单。 Ambient Temperature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CAESARI

14、I4.0Spreadsheet ），具体操作步骤是：尔登压力效应（Bourdon Pressure EffectsSpecial Execution 菜单下的在Spreadsheet下，点击KauxSpecial Execution Parameters，调出1. Parameters 子菜单。 。1后填或22.移动光标至Activate Bourdon 1.4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 Fluid Density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CAESARII

15、 SpreadsheetCorrosion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。 8 北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司 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-LOW CARBON STEEL 低碳钢 高碳钢 2-HIGH CARBON STEEL 3-CARBON MOLY STEEL 碳钼钢 4-LOW CHROME MOLY STEEL 低铬钼钢

16、中铬钼钢 5-MED CHROME MOLY STEEL 奥氏体不锈钢6-AUSTENITIC STAINLESS STEEL 纯铬钢 7-STRAIGHT CHROMIUM STEEL 8-TYPE 310 STAINLESS STEEL 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Allowable Stress处双击出现基本许用应力输入栏如图42所示。 图42Allowable Stress 9 北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司 CAESARII-管道应

17、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，ANSI B31.1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

18、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43所示。 图43 Bends 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 10 北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司 CAESARII-管道应力分析简版使用手册 的转弯角度Angle#1 Node#1 Node#1 弯管上的节点，用于细分弯管 Angle#2 Node#2的转

19、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44所示。 图44 SIF&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SI

20、F(o) Pad Thk 加强板厚度 Ftg Ro 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 11 北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司 管道应力分析简版使用手册CAESARII- CAESARII 4.0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-EXTRUDED WELDOLET 其中SWEEPOLET和WELDOLET是BONNEY FO

21、RGE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Rigid Weight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Expansion Joint 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Expansion Joint 处双

22、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45所示。 图45 Expansion Joints 12 北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司 CAESARII-管道应力分析简版使用手册栏中各提示符含义如下： Axial Stif 轴向刚度 横向刚度Trans Stif 弯曲刚度 Bending Stif Torsion Stif 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Node StifType用，Gap

23、，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46 所示： 6 Restraints 4图 约束类型主要有以下几种：13 北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司 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

24、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 47所示： 图47

25、Displacements 各项符号含义如下： 14 北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司 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D X 节点在Y方向的线位移D Y 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48

26、所示： 图48 Nozzles 各项符号含议如下： Type 选择嘴子评判标准 Nozzle Node 嘴子节点 15 北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司 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Vessel Node 中输入）初始位移（在SpreadsheetNozzle Outside Diameter 嘴子外直径 Nozzle Wall Thickness 嘴子壁厚 Vessel Outside Diameter 设备外直径 Vessel Wall Thickness 设备壁厚 Vessel Pad Thickness

27、设备加强圈厚度 Distance to Stiffener or Head 嘴子距设备一侧加强环或端部的距离 Distance to Opposite 嘴子距设备一侧加强环或端部的距离 Vessel Centerline direction 容器轴线的方向矢量在X方向上的分量 Vessel Centerline direction 容器轴线的方向矢量在Y方向上的分量 Vessel Centerline direction 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

28、：如果嘴子有初始位移，不能定义给Nozzle Node，而应定义给Vessel Node。无需描述Nozzle Node和Vessel Node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49所示： 图49Hangers 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 16 北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司 CAESARII-管道应力分析简版使用手册 Hanger Table 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

29、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Load Variation(%) Allowable 弹簧荷载允许变化率Support Displacement Rigid 弹簧转为一般刚性支承的位移控制量Allowed Travel Limit Max. 0.001，程序将选择弹簧允许最大位移，填 恒力支吊架No.Hangers at Location 当前位置弹簧并联数，填负数为最大 允许并联数Allow Short RangeSpring (0-No,1-Yes) 为是为否，填1是否允许使用短程弹簧，填0Operating Load (Total at) 当前弹簧总工作荷载Multiple Load Case Design 多工况下的弹簧选择方式，键入序号选择Free Restraints at Node 输入约束被释放的节点，用以确定弹簧基本 荷载Free Restraints at Node 输入约束被释放的节点，用以确定弹簧基本 荷载Free Code ,4