CAESAR_II_基本约束形式讲义

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2020/5/6
柔性管嘴（WRC 297）
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2020/5/6
柔性管嘴（WRC 297）
•CAESARII自动插入约束， 并根据用户输入的管 嘴/容器数据计算管嘴柔性，包括平动、环向、周 向柔性。
•用户可在错误检查程序 中查看其柔性计算值。
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2020/5/6
有完整模型的柔性管嘴
如果定义了间隙值，则在管道碰到约束之前允许有一段自由 运动的距离。间隙是一段长度，因此它总是正值。例如，定 义+Y约束，Gap=5in.，则管道在碰到其下方的刚性支架之前 ，允许有5in的自由运动距离。
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2020/5/6
双向约束（平动）
约束沿着正向和负向两个方向作用。 双向约束的摩擦是作用于约束作用线的垂直方向
2017527aecsoft双线性约束2017527aecsoft双线性约束2017527aecsoft2017527aecsoft水平弹簧的使用2017527aecsoft减震弹簧的使用2017527aecsoft减震弹簧的使用2017527aecsoft吊杆约束的使用2017527aecsoft可以运动弹簧支座的使用2017527aecsoft可以运动弹簧支座的使用人有了知识就会具备各种分析能力明辨是非的能力
上。 双向约束也可以定义间隙值。
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2020/5/6
双向约束（转动） 与双向平动约束类似。 可定义转动间隙、摩擦。
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2020/5/6
单向约束
单向约束上的符号给出了自由运动的方向。例如： +Y约束就是可在正Y方向自由运动，而沿负Y方向不 能运动。
单向约束可定义沿正向、负向或斜轴上的自由运动 。
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2020/5/6
带初始位移的固支
•直接输入“Displacement”中相关参数，不要再次定义 “Restraint”
•对于有位移的固支，要确保节点的6个自由度都输入了 数值（即使是0）。
•当在位移矢量上固定某一个自由度时，应同时分析其余 自由度的位移状态，确保边界条件是正确的。
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用户也可以不输入初始位移，而将容器按管道单元创建。 按照下面的方法来模拟包含完整容器模型的柔性管嘴： 在管嘴数据表中定义一个容器节点。 在管嘴数据表定义的容器节点和容器中心线之间建立一个刚
性单元（240-340）。刚性单元的外径应接近于容器外径，刚 性单元的重量为0。 用管单元来模拟实际的容器长度（340-345）。容器的外径和 壁厚应尽可能精确的模拟。 用一个固支来模拟容器的固支点（容器基座）。
支撑。
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导向
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2020/5/6
限位
限位架是沿着管子轴线作用的单向或双向约束。 单向约束的符号指明了在这点上可以自由运动的方向。 限位架/单向约束可以使用间隙。 间隙是一段长度，因此总是正值。间隙的方向沿着约束作用
线并通过约束符号来定义。 任何限位架模型都可以使用关联节点（CNode）。 限位架可以使用约束类型LIM来定义（也可使用单向约束及其
指定关联节点的位移。参照下图的设置。
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2020/5/6
有初始位移的柔性固支
•定义6个约束 •6个自由度使用同一个 关联节点（Cnode）。 •在这个关联节点号上 定义初始位移。 •参考右图的设置。
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2020/5/6
柔性管嘴（给定初始位移）
模拟柔性管嘴时，用户需按照下面的要求来做： 1. 在所建立的管单元，其一侧端点为管嘴节点。 2. 不要设置这点的任何约束。 3. 不要设置这点的初始位移 。 4. 激活柔性管嘴选项“Nozzle”。 5. 在相连单元定义容器一侧节点号及其初始位移 6. 在Nozzle中设置管嘴节点与容器节点关联。
2020/5/6
柔性固支
对于非刚性的固支，应分别考虑各自由度的刚度 ，定义6个约束，如图所示：
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2020/5/6
有初始位移的柔性固支
要模拟有初始位移的柔性固支，用户需按照下列的 要求去做：
使用6个柔性约束。
将4个约束放在一个单元数据表中，其余两个放在另 一个单元数据表中。
在六个约束的每一个中均定义一个唯一的关联节点 （CNODE）。所有的6个约束使用同一个关联节点 。
CAESAR II 基本约束形式
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2010
固定支架
• 固定支架ANC相当于约 束该点的所有6个自由度。
• 定义固支后不应再定义 位移，如果存在，应添加 “Displacement”，而不 定义“ANC”，否则程序 报错。
• 关联节点可与固支一起 使用，使管系的一点与管 系的其它点关联固定。
叠加来定义）。
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2020/5/6
限位
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2020/5/6
限位
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2020/5/6
窗口（穿墙管道）
用两个有间隙的与管子轴线正交的双向约束来模拟 等间隙窗口。
用四个有间隙的垂直于管子轴线的单向约束了模拟 不等间隙窗口。
间隙总是正值。
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2020/5/6
通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣；
通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
吊杆约束的使用
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2020/5/6
可以运动弹簧支座的使用
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2020/5/6
可以运动弹簧支座的使用
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2020/5/6
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。
所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。
”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力；
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2020/5/6
弯头处的约束
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2020/5/6
双线性约束
根据约束类型输入框可知双线性约束有2个刚度数据。 当输入一个双线性弹簧时，约束区域将发生如下变化：Stif变
为K1，即初始刚度；Gap变为K2，即屈服刚度；Mu变为Fy ，即屈服载荷。 双线性约束经常用来模拟可以计算出土壤极限承载能力的土 壤支撑。 用户必须输入屈服刚度（K2）和屈服载荷（Fy）。初始刚度 （K1）可以不输，程序将假设一个刚性初始刚度。必要时屈 服刚度可取负值。某些海底管线阻力试验表明：在达到极限 载荷时，位移继续增大，承载能力下降。
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2020/5/6
双线性约束
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2020/5/6
双线性约束
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2020/5/6
各种复杂的约束形式
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2020/5/6
水平弹簧的使用
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2020/5/6
减震弹簧的使用
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2020/5/6
减震弹簧的使用
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2020/5/6
允许多个单向约束在同一节点上叠加 。
可以使用关联节点功能。
可以定义间隙和摩擦。
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2020/5/6
单向约束
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2020/5/6
导向
无论是否定义间隙，导向都是双向约束。 导向支架可与关联节点（CNode）配合使用。 导向支架可使用单向约束的叠加或者在约束类型下
拉菜单中选择Guide来定义。 导向约束作用线永远垂直于当前单元所在轴线方向 垂直管道的导向约束将同时具有X和Z两个方向上的
，而与管道方向束
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2020/5/6
弯头处的约束
线性和/或非线性约束可以作用在弯头曲线上的任意 位置。弯头曲线上的点与管系上的其它任何点一样 。
用户可以在弯头曲线的任一角度处定义节点，但最 多能定义3个节点，并且各个点之间的角度差应大于 5°。约束可定义在这些节点的任何一个上 。
窗口（穿墙管道）
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2020/5/6
约束沉降
模型采用一个有初始位移的单向约束来模拟沉降。 初始位移仅存在Y方向上的分量。
这个沉降在工况编辑器中以位移载荷D表示。 沉降位移需要与关联节点联合使用。
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2020/5/6
约束的沉降
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2020/5/6
斜双向约束
方向矢量或方向余弦可用来定义约束作用方向。 方向余弦可在约束类型右边添加括号进行设置。 一定注意所输入的方向参数只是对约束方向有作用
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2020/5/6
有完整模型的柔性管嘴
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2020/5/6
有完整模型的柔性管嘴
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2020/5/6
双向约束
双向约束是沿着作用线作用在两个方向的约束，通常大多数 约束都是双向约束。
CNode是关联节点。如不填，则没有别的单元节点与这个约 束关联。如果输入CNode，所指定的Cnode单元与当前节点 （Node）具有相同的约束形式，且同步发生作用。在空间上 ，这两点可以位于同一几何位置，也可以是相互独立的，程 序默认两点位于同一位置，即关联之后，Cnode所在单元被 强制抓取到Node所在位置上。