【CAESAR II培训】4-管道支吊架的模拟
CAESARⅡ软件功能和应用11.27解析
第2步 编辑静态载荷工况 模型运算 第1步 模型检查
3、模型应力分析
模型检查及运算
第2步 编辑静态载荷工况 载荷工况保存 模型运算 选择推荐组合工况
3、模型应力分析
模型检查及运算
第2步 编辑静态载荷工况 载荷工况保存 模型运算
如果验算法兰泄露， 选择校核工况温度
3、模型应力分析
输入元件尺寸
节点 约束 ANC 固定 Guide 导向
摩擦系数 钢与钢0.3， 钢与混凝土0.6，聚四氟乙烯 与聚四氟乙烯0.08。
输入X、Y、 Z方向位移
2、基础参数输入和建模
建立模型（法兰）
选择法兰在管段哪端
选择法兰计算公式
选择法兰类型
选择法兰标准等级 16Mn材质选1.1
2、基础参数输入和建模
四、模型运算过程问题分析
1、软件简介
CAESARII管道应力分析软件是由美国COADE公司研发的压力管道应力 分析专业软件,可以进行静态分析，也可进行动态分析。 静力分析包括（静力载荷）： 1）压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算—防止塑性变形破坏； 2）管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算 —防止疲劳破坏； 3）管道对设备作用力计算——防止作用力太大，保证设备正常运行； 4）管道支吊架的受力计算——为支吊架设计提供依据； 5）管道上法兰的受力计算——防止法兰汇漏。 动力分析包括（动力载荷）： l）管道自振频率分析——防止管道系统共振； 2）管道强迫振动响应分析——控制管道振动及应力； 3）往复压缩机（泵）气（液）柱频率分析——防止气柱共振； 4）往复压缩机（泵）压力脉动分析——控制压力脉动值。
前 言
载荷的分类 按载荷是否随时间变化分类 1)静力载荷
CaesarII应力分析模型设计要点
第一部分支架形式模拟 (2)1.0 普通支架的模拟 (2)1.1 U－band (2)1.2 承重支架 (3)1.3 导向支架 (3)1.4 限位支架 (7)1.5 固定支架 (7)1.6 吊架 (8)1.7 水平拉杆 (8)1.8 弹簧支架模拟 (9)2.0 附塔管道支架的模拟 (11)3.0弯头上支架 (13)4.0 液压阻尼器 (14)5.0 CAESARII可模拟虾米弯，但变径虾米弯不能模拟 (15)第二部分管件的模拟 (15)1.0 法兰和阀门的模拟 (15)2.0 大小头模拟 (17)3.0 安全阀的模拟 (18)4.0 弯头的模拟 (19)5.0 支管连接形式 (20)6.0 膨胀节的模拟 (21)6.1 大拉杆横向型膨胀节 (22)6.2 铰链型膨胀节 (34)第三部分设备模拟 (42)1.0 塔 (42)1.1 板式塔的模拟 (42)1.2 填料塔的模拟 (44)1.3 除了模拟塔体的温度，还需模拟塔裙座的温度 (47)2.0 换热器，再沸器 (48)2.1 换热器模拟也分两种情况 (48)3.0 板式换热器 (51)4.0 空冷器 (52)4.1 空冷器进口管道和出口管道不在同一侧 (52)4.2 空冷器进口管道和出口管道在同一侧 (54)5.0 泵 (56)6.0 压缩机，透平 (58)第四部分管口校核 (59)1.0 WRC107 (59)2.0 Nema 23 (62)3.0 API617 (64)4.0 API610 (65)第五部分工况组合 (68)1.0 地震 (69)2.0 风载 (70)3.0 安全阀起跳工况 (72)4.0 沉降 (74)第一部分支架形式模拟1.0 普通支架的模拟1.1 U－band在CAESAII的输入界面找到restraints选项，并双击打勾，在Node项目，输入该支架位置的节点，在type项填入支架的约束形式，U-band只需在type项中输入X，y用户还需输入支架的摩擦系数Mu，通常规定：钢与钢接触的承重支架摩擦系数输入0.3不锈钢与PTFE板接触的承重支架摩擦系数输入为0.1支架选项中，stif代表支架生根部份的刚度，不输代表无穷大，用户可以把生根部件的刚度输入其中，单位为N/cm1.2 承重支架+Y1.3 导向支架1.3.1 水平管道若导向支架的挡块与管托之间有间隙，可在图中(Gap:)中输入间隙，不输表示导向的间隙为01.3.2 垂直管道 1.3.2.1 四向导向+YX1.3.2.2 单边导向1.4 限位支架1.5 固定支架+Y ZStopperANC1.6 吊架双击restrains选项，承重吊架为＋Yrod，并在len中输入吊杆的摆动的长度1.7 水平拉杆1.8 弹簧支架模拟双击Hangers出现如下图框Node输入支架的节点号Hanger Talbe:选择弹簧的型号，国内项目选择13-Sinopec(China)Avalable Space(neg for can)若该点由弹簧支撑，可以输入一个负的距离，该距离为支称点与弹簧底板之间的距离Allowable load Variation(%):为弹簧的荷载变化率＝（热态载荷－冷态载荷）/热态载荷的绝对值乘以100％，一般弹簧的荷载变化率控制在25％内，但是在一些敏感设备附近，如压缩机，透平管口附近，弹簧的荷载变化率需控制在10％内，这时用户需在此选项中输入10Rigid Support Displacement Criteria:在应力计算中，有时软件自选的弹簧热位移很小，例如1mm左右，在不是敏感设备附近，工程上常用刚性支架来代替弹簧支架，用户可以人为输入刚性支架代替弹簧支架热位移标准，如输入1mm，则若软件算出弹簧的热位移小于1mm，软件就自动将该弹簧代替为刚性支架Max.Allowed Travel Limit:该项定义了可变弹簧最大位移量，若软件算出的热位移量超过该输入值，则软件将自动把可变弹簧替换为恒力弹簧No。
CAESARII培训课件
弹簧
柔性 管口
力和 弯矩
均布 荷载
风载 海浪
1
双 击 弯 头 复 选 框 添 加 弯 头
弯头弯曲半径
弯头内部节 点定义
虾米腰弯头、 弯头厚度、弯 头柔性系数
弯头与弯管的定义
定助在 属义状软 性弯态件
头区辅
2
头 按 钮 添 加 刚 性 件
方 法 二 ： 单 击 插 入 弯
CII 中输入的管长是 包含弯头的长度（直 管延长线交点到端点
在当前管道单元前面插入一 个新的管道单元
注意：插入命令的使用一般是在原有管线上修改时使 用（以确保单元序列正确）
三维图形显示功能
三维图形显示
显示约束、弹簧、柔性管口、初始位移、材料、弯头、 三通、保温、坐标轴、节点号、管道长度、直径、温度、
压力等（用户可以自行设置）
以实体、线框、单线、消隐等模式显示；视图可以进行不同方 式切换。
导位移和力）
刚性件的长度（在主输入区输入）
2 方
按法 钮二 添： 加单 刚击 性刚 件性
件
1
双
添 加 大 小 头
击 大 小 头 复 选
框
大小头
头 属 性
定 义 大 小
助 状 态 区
在 软 件 辅
大小头另一端管 道直径和壁厚
2 小方 头法 按二 钮： 添单 加击 大插 小入 头大
波纹管膨胀节的模拟
动态显示
删除数据表 & 数据
• <Ctrl>D or 删除当前的数据表/单元
• Delete 键 删除当前（高亮）框。该键用来删除特殊输入区 的错误数据而不是删除整个数据表。
• 双击复选框 删除辅助项以及有关的信息。在复选框中双击或 对高亮的复选框按空格键将切换输入。
CaesarII问题汇总
CAESARⅡ问答集1. 如何考虑承重支架的沉降问题？应该如何建模？答: 看手册Application，Restraint 的支架settlement部分。
一般我们是Node10 +Y， Cnode1010，1010点给Displacement Y向沉降即可。
2. 关于WRC107和WRC297的区别，教材上说WRC297计算管嘴的刚度，WRC107计算管嘴的应力条件，两个有什么相似，又有什么不同呢？答: WRC107 仅计算本体的应力。
本体可以是筒体和椭圆封头。
开口可以是方形，圆形，通孔和死心等。
WRC297既可计算本体，也可计算开口应力，但本体必须是圆筒。
WRC297还可以计算管口柔性。
好像WRC297有些问题，现在基本都在使用WRC107。
3. 关于热态位移和冷态位移？我的理解：对于热态吊零，热态位移就是管道某点从冷态到热态（从安装态到工作态）的位移。
不知道是否正确？那么冷态位移呢？我就是不理解了，如果也对热态吊零，冷态就是安装态，冷态位移是管道相对什么状态的位移啊？请指教！答: 热态位移是个相对位移，就是你所说的那样，冷态位移是个绝对位移，所谓绝对位移就是相对坐标来讲的。
冷态某节点因重力作用向下(-Y方向)位移了2mm，在操作温度下该节点相对于冷态位置向上(+Y方向)位移了3mm，那么显示与报告中的displacement值应为：OPE Dy＝ 1mmEXP Dy＝ 3mmSUS Dy＝-2mm而实际上该节点相对于零位移位置只是向上位移了1mm举一个简单的例子，两段固支的管子中点在安装温度下的挠度就是安装状态的位移，这个数值可以在SUS工况下的displacement报告中得出。
OPE和SUS的位移是绝对位移，EXP的位移是相当SUS到OPE的位移。
4. Hanger Table 里面输出的 Vertical Movement项是安装态到热态的垂直位移吗？我是电力用户，热态吊零时，我们希望输出的弹簧从冷态到热态的位移。
CAESARII_管道应力分析_培训解读
CAESARII软件培训资料北京艾思弗计算机软件公司2002年4月12日1．管道应力分析的原则管道应力分析应保证管道在设计条件下具有足够的柔性，防止管道因热胀冷缩、管道支承或端点附加位移造成应力问题。
2．管道应力分析的主要内容管道应力分析分为静力分析和动力分析。
静力分析包括：1）压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算——防止塑性变形破坏；2）管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算——防止疲劳破坏；3）管道对设备作用力的计算——防止作用力太大，保证设备正常运行；4）管道支吊架的受力计算——为支吊架设计提供依据；5）管道上法兰的受力计算——防止法兰泄露。
动力分析包括：l）管道自振频率分析——防止管道系统共振；2）管道强迫振动响应分析——控制管道振动及应力；3）往复压缩机（泵）气（液）柱频率分析——防止气柱共振；4）往复压缩机（泵）压力脉动分析——控制压力脉动值。
3．管道上可能承受的荷载（1）重力荷载：包括管道自重、保温重、介质重和积雪重等；（2）压力荷载：压力载荷包括内压力和外压力；（3）位移荷载：位移载荷包括管道热胀冷缩位移、端点附加位移、支承沉降等；（4）风荷载；（5）地震荷载；（6）瞬变流冲击荷载：如安全阀启跳或阀门的快速启闭时的压力冲击：（7）两相流脉动荷载；（8）压力脉动荷载：如往复压缩机往复运动所产生的压力脉动；（9）机械振动荷载：如回转设备的振动。
4．管道应力分析的目的1）为了使管道和管件内的应力不超过许用应力值；2）为了使与管系相连的设备的管日荷载在制造商或国际规范（如NEMA SM-23、API-610、API-6 17等）规定的许用范围内；3）为了使与管系相连的设备管口的局部应力在ASME Vlll的允许范围内；4）为了计算管系中支架和约束的设计荷载；5）为了进行操作工况碰撞检查而确定管于的位移；6）为了优化管系设计。
5．管道柔性设计方法的确定一般说来，下述管系必须利用应力分析软件（如CAESAR II）通过计算机进行计算及分析。
CAESAR_II简易操作手册
（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—1Piping Input 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。
CAESARII-管道应力分析软件
（系列培训教材）
CAESARII管道应力分析软件简易操作手册
北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司
2003年1月15日
第一章程序功能及性能简介…………………………………1
第二章程序安装………………………………………………2
第三章调用程序………………………………………………6
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
DY
当前单元在Y方向上的投影
DZ
当前单元在Z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
Wt/Sch
当前单元管子壁厚
Corrosion
当前单元管子腐蚀裕量
图3—2New 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。
CAESAR-ii-数据输入及建模要点
CAESAR-ii-数据输入及建模要点第一部分支架形式模拟 (3)1.0 普通支架的模拟 (3)1.1 U－band (3)1.2 承重支架 (5)1.3 导向支架 (5)1.4 限位支架 (8)1.5 固定支架 (9)1.6 吊架 (9)1.7 水平拉杆 (10)1.8 弹簧支架模拟 (11)2.0 附塔管道支架的模拟 (15)3.0 弯头上支架 (18)4.0 液压阻尼器 (20)5.0 CAESARII可模拟虾米弯，但变径虾米弯不能模拟 (21)第二部分管件的模拟 (22)1.0 法兰和阀门的模拟 (22)2.0 大小头模拟 (24)3.0 安全阀的模拟 (25)4.0 弯头的模拟 (26)5.0 支管连接形式 (28)6.0 膨胀节的模拟 (30)6.1 大拉杆横向型膨胀节 (31)6.2 铰链型膨胀节 (45)第三部分设备模拟 (56)1.0 塔 (56)1.1 板式塔的模拟 (57)1.2 填料塔的模拟 (58)1.3 除了模拟塔体的温度，还需模拟塔裙座的温度 (62)2.0 换热器，再沸器 (63)2.1 换热器模拟也分两种情况 (64)3.0 板式换热器 (67)4.0 空冷器 (69)4.1 空冷器进口管道和出口管道不在同一侧 (69)4.2 空冷器进口管道和出口管道在同一侧 (72)5.0 泵 (74)6.0 压缩机，透平 (76)第四部分管口校核 (77)1.0 WRC107 (77)2.0 Nema 23 (83)3.0 API617 (85)4.0 API610 (88)第五部分工况组合 (91)1.0 地震 (92)2.0 风载 (94)3.0 安全阀起跳工况 (96)4.0 沉降 (99)第一部分支架形式模拟1.0 普通支架的模拟1.1 U－band1.2 承重支架+1.3 导向支架1.3.1 水平管道+X若导向支架的挡块与管托之间有间隙，可在图中(Gap:)中输入间隙，不输表示导向的间隙为01.3.2 垂直管道1.3.2.1 四向导向1.3.2.2 单边导向1.4 限位支架Z+Stopper1.5 固定支架ANC1.6 吊架双击restrains选项，承重吊架为＋Yrod，并在len中输入吊杆的摆动的长度1.7 水平拉杆1.8 弹簧支架模拟双击Hangers出现如下图框Node输入支架的节点号Hanger Talbe:选择弹簧的型号，国内项目选择13-Sinopec(China)Avalable Space(neg for can)若该点由弹簧支撑，可以输入一个负的距离，该距离为支称点与弹簧底板之间的距离Allowable load Variation(%):为弹簧的荷载变化率＝（热态载荷－冷态载荷）/热态载荷的绝对值乘以100％，一般弹簧的荷载变化率控制在25％内，但是在一些敏感设备附近，如压缩机，透平管口附近，弹簧的荷载变化率需控制在10％内，这时用户需在此选项中输入10Rigid Support Displacement Criteria:在应力计算中，有时软件自选的弹簧热位移很小，例如1mm左右，在不是敏感设备附近，工程上常用刚性支架来代替弹簧支架，用户可以人为输入刚性支架代替弹簧支架热位移标准，如输入1mm，则若软件算出弹簧的热位移小于1mm，软件就自动将该弹簧代替为刚性支架Max.Allowed Travel Limit:该项定义了可变弹簧最大位移量，若软件算出的热位移量超过该输入值，则软件将自动把可变弹簧替换为恒力弹簧No。
CAESAR ii 数据输入及建模要点
第一部分支架形式模拟 (2)1.0 普通支架的模拟 (2)1.1 U－band (2)1.2 承重支架 (3)1.3 导向支架 (3)1.4 限位支架 (7)1.5 固定支架 (7)1.6 吊架 (8)1.7 水平拉杆 (8)1.8 弹簧支架模拟 (9)2.0 附塔管道支架的模拟 (11)3.0弯头上支架 (13)4.0 液压阻尼器 (14)5.0 CAESARII可模拟虾米弯，但变径虾米弯不能模拟 (15)第二部分管件的模拟 (15)1.0 法兰和阀门的模拟 (15)2.0 大小头模拟 (17)3.0 安全阀的模拟 (18)4.0 弯头的模拟 (19)5.0 支管连接形式 (20)6.0 膨胀节的模拟 (21)6.1 大拉杆横向型膨胀节 (22)6.2 铰链型膨胀节 (34)第三部分设备模拟 (42)1.0 塔 (42)1.1 板式塔的模拟 (42)1.2 填料塔的模拟 (44)1.3 除了模拟塔体的温度，还需模拟塔裙座的温度 (47)2.0 换热器，再沸器 (48)2.1 换热器模拟也分两种情况 (48)3.0 板式换热器 (51)4.0 空冷器 (52)4.1 空冷器进口管道和出口管道不在同一侧 (52)4.2 空冷器进口管道和出口管道在同一侧 (54)5.0 泵 (56)6.0 压缩机，透平 (58)第四部分管口校核 (59)1.0 WRC107 (59)2.0 Nema 23 (62)3.0 API617 (64)4.0 API610 (65)第五部分工况组合 (68)1.0 地震 (69)2.0 风载 (70)3.0 安全阀起跳工况 (72)4.0 沉降 (74)第一部分支架形式模拟1.0 普通支架的模拟1.1 U－band在CAESAII的输入界面找到restraints选项，并双击打勾，在Node项目，输入该支架位置的节点，在type项填入支架的约束形式，U-band只需在type项中输入X，y用户还需输入支架的摩擦系数Mu，通常规定：钢与钢接触的承重支架摩擦系数输入0.3不锈钢与PTFE板接触的承重支架摩擦系数输入为0.1支架选项中，stif代表支架生根部份的刚度，不输代表无穷大，用户可以把生根部件的刚度输入其中，单位为N/cm1.2 承重支架1.3 导向支架1.3.1 水平管道若导向支架的挡块与管托之间有间隙，可在图中(Gap:)中输入间隙，不输表示导向的间隙为01.3.2 垂直管道 1.3.2.1 四向导向1.3.2.2 单边导向精品文档你我共享1.4 限位支架1.5 固定支架ANC1.6 吊架双击restrains选项，承重吊架为＋Yrod，并在len中输入吊杆的摆动的长度1.7 水平拉杆1.8 弹簧支架模拟双击Hangers出现如下图框Node输入支架的节点号Hanger Talbe:选择弹簧的型号，国内项目选择13-Sinopec(China)Avalable Space(neg for can)若该点由弹簧支撑，可以输入一个负的距离，该距离为支称点与弹簧底板之间的距离Allowable load Variation(%):为弹簧的荷载变化率＝（热态载荷－冷态载荷）/热态载荷的绝对值乘以100％，一般弹簧的荷载变化率控制在25％内，但是在一些敏感设备附近，如压缩机，透平管口附近，弹簧的荷载变化率需控制在10％内，这时用户需在此选项中输入10Rigid Support Displacement Criteria:在应力计算中，有时软件自选的弹簧热位移很小，例如1mm左右，在不是敏感设备附近，工程上常用刚性支架来代替弹簧支架，用户可以人为输入刚性支架代替弹簧支架热位移标准，如输入1mm，则若软件算出弹簧的热位移小于1mm，软件就自动将该弹簧代替为刚性支架Max.Allowed Travel Limit:该项定义了可变弹簧最大位移量，若软件算出的热位移量超过该输入值，则软件将自动把可变弹簧替换为恒力弹簧No。
CAESARII培训课件
刚性件的长度（在主输入区输入）
大小头
1 双 添击 加大 大小 小头 头复 选 框 2
头定助在 属义状软 态件 性大 小区辅
小方 头法 按二 钮： 添单 加击 大插 小入 头大
大小头另一端管 道直径和壁厚
波纹管膨胀节的模拟
1 2
添双 加击 波膨 纹胀 管节 膨复 胀选 节框
节定助在 属义状软 态件 性膨 胀区辅
用户换可以通过静态图形显示 将管道冷态或热态的管道变形 显示在三维图形上。。
动态显示
如下确定需要查看的数据 报告后点击报告查看按钮 报告生成器（用户首先在左侧选中需要 输出的数据添加到右侧窗口中）
用户定义的计算工况（冷 态、热态、纯热态等）
计算参数（位 移、推力、应 力等）
杂项（弹簧报告、 输入数据、工况定 义等数据）
三维管道模型分析功能运用
动态显示
三维管道模 型分析
用户可以将管线上 各点应力按与许用 应力的百分比以不 同颜色区分
Restraints 约束
Displacements 初始位移
Forces/Moments 集中力／弯矩
Uniform Loads 均 布荷载
Nozzles 柔性管口
Wind/Wave 风载 ／海浪载
介质密度
单元的连续性
数据继承性及共性个性数据
• 点数据仅适用于当前这个单元 （如红色所示个性数据）。
蓝色信息为备注信息双击此处警告信息双击此处警告信息双击对应警告信息软件会自动切换到相应单元的数据表界面双击对应警告信息软件会自动切换到相应单元的数据表界面其他分析运行工具配置文件静态分析工况定义静态输出动态分析软件报告解读和输出报告生成器用户首先在左侧选中需要输出的数据添加到右侧窗口中报告生成器用户首先在左侧选中需要输出的数据添加到右侧窗口中如下确定需要查看的数据报告后点击报告查看按钮如下确定需要查看的数据报告后点击报告查看按钮用户定义的计算工况冷态热态纯热态等用户定义的计算工况冷态热态纯热态等计算参数位移推力应力等计算参数位移推力应力等杂项弹簧报告输入数据工况定义等数据杂项弹簧报告输入数据工况定义等数据三维管道模型分析功能运用动态显示三维管道模型分析三维管道模型分析用户可以将管线上各点应力按与许用应力的百分比以不同颜色区分用户可以将管线上各点应力按与许用应力的百分比以不同颜色区分用户换可以通过静态图形显示将管道冷态或热态的管道变形显示在三维图形上
管子支架培训
管子支架---帮助文档管子支架模块是一个完全交互式的图形导向程序，在Tribon系统中全面地应用了该模块功能。
管子支架模块使用了规则化的设计方法，可以使用户通过选择标准的管子支架简单地组成适宜于局部船体结构布局的支架，并可很方便的进行修改。
因此结合管子模型和船体背景（典型的就是板和扶强材），依照建立规则可以对管子支架进行建模。
该模块可在铁舾件建模(Structure modelling)和管子建模(Pipe modelling)中使用。
§1基本概念和约定§1.1典型管子支架的组成：⑴框架或单一型钢⑵或包含三维模型的非标支架⑶定位U型闩（管夹）、螺栓、螺母、垫圈等⑷防震垫片⑸与甲板、扶强材的连接垫片§1.2典型支架类型（标准类型）§1.3材料支架框架默认为低碳的同一规格的角钢。
然而扁钢可代替角钢§1.4术语在具体操作中信息窗口所出现的提示语句里，有些和我们习惯的术语表示的意思不太一样，在下图中可以找到这里术语所指含义Web : 腹板Table : 平台Leg : 支撑脚Flange ：折边（注意：这里不是法兰的意思）§2管子支架的特性定义§2.1支架定位的确定⑴键盘输入：定义一个垂直于船体轴线方向的平面，默认为垂直于X方向。
如输入10000，则这个平面为X=10000。
当然若想输入垂直于Y方向的平面，只需要输入Y=5000即可。
这里也可以输入船体，下面举几个直观的例子就很容易明白了X=1000, 2000, FR300, FR302+300, FR333-200Y=10000, 125000, 12900, 13500Z=7000(300)8000X=FR30(500)40加减号为偏移量，需要说明的是最后3个带括号的例子。
括号前的为第一个放置支架所在的平面，括号后面为最后一个放置支架所在的平面，括号里面的值是每个支架之间的间隔⑵通过图形选择：在输入框中点击Option，在图形界面中选取要插入的位置，可选择多个，选择结束后OC即可。
CAESARII软件内部培训静态分析基础篇v剖析
限位约束
限位是沿着管子轴线方向作用的约束 如图给定：
2004年7月
CAESARII软件内部培训—静态分析基础篇 v剖析
弹簧支吊架设计
弹簧类型的设置
Tools-ConfigureDatabase Defenitions Piping InputModel-Hanger Design 弹簧的辅助数据区
2004年7月
CAESARII软件内部培训—静态分析基础篇 v剖析
错误检查
三类提示：
致命性错误
Error（一定要排除）
警告对话框
Warning（警告性提示，
大部分没有问题，要逐条核对）
注释对话框
Note
2004年7月
CAESARII软件内部培训—静态分析基础篇 v剖析
静态载荷工况
英文缩写含义
管系输入主界面
2004年7月
CAESARII软件内部培训—静态分析基础篇 v剖析
管系输入界面分区
① 节点编号 ② 单元长度 ③ 管截面特性 ④ 运行条件（温度和压力） ⑤ 管件信息 ⑥ 约束条件 ⑦ 附加载荷条件 ⑧ 材料特性 ⑨ 密度 ⑩ 具体参数输入区
2004年7月
CAESARII软件内部培训—静态分析基础篇 v剖析
大小头占两个节点 大小头的alfa参数，程序自动计算 三通占一个节点 三通节点是三个单元的交接点
2004年7月
CAESARII软件内部培训—静态分析基础篇 v剖析
给 （设 弹 刚
⑥
定 接备 簧 性
位 口管 支 约
约
移 ）嘴 吊 束 架
束
条
件
2004年7月
CAESARII软件内部培训—静态分析基础篇 v剖析
CAESARii数据输入及建模要点
第一部分支架形式模拟 (2)普通支架的模拟 (2)U－band (2)承重支架 (3)导向支架 (4)限位支架 (7)固定支架 (7)吊架 (8)水平拉杆 (8)弹簧支架模拟 (9)附塔管道支架的模拟 (11)弯头上支架 (14)液压阻尼器 (15)CAESARII可模拟虾米弯，但变径虾米弯不能模拟 (16)第二部分管件的模拟 (16)法兰和阀门的模拟 (16)大小头模拟 (18)安全阀的模拟 (19)弯头的模拟 (20)支管连接形式 (22)膨胀节的模拟 (23)大拉杆横向型膨胀节 (24)铰链型膨胀节 (36)第三部分设备模拟 (44)塔 (44)板式塔的模拟 (45)填料塔的模拟 (46)除了模拟塔体的温度，还需模拟塔裙座的温度 (49)换热器，再沸器 (50)换热器模拟也分两种情况 (50)板式换热器 (53)空冷器 (54)空冷器进口管道和出口管道不在同一侧 (54)空冷器进口管道和出口管道在同一侧 (56)泵 (58)压缩机，透平 (60)第四部分管口校核 (61)WRC107 (61)Nema 23 (65)API617 (67)API610 (69)第五部分工况组合 (72)地震 (73)风载 (74)安全阀起跳工况 (77)沉降 (78)第一部分支架形式模拟普通支架的模拟U－band在CAESAII的输入界面找到restraints选项，并双击打勾，在Node项目，输入该支架位置的节点，在type项填入支架的约束形式，U-band只需在type项中输入X，y用户还需输入支架的摩擦系数Mu，通常规定：钢与钢接触的承重支架摩擦系数输入不锈钢与PTFE板接触的承重支架摩擦系数输入为支架选项中，stif代表支架生根部份的刚度，不输代表无穷大，用户可以把生根部件的刚度输入其中，单位为N/cm承重支架+Y导向支架 水平管道若导向支架的挡块与管托之间有间隙，可在图中(Gap:)中输入间隙，不输表示导向的间隙为垂直管道 四向导向+YX单边导向v1.0 可编辑可修改限位支架固定支架+Y ZStopperANC吊架双击restrains选项，承重吊架为＋Yrod，并在len中输入吊杆的摆动的长度水平拉杆弹簧支架模拟双击Hangers出现如下图框Node输入支架的节点号Hanger Talbe:选择弹簧的型号，国内项目选择13-Sinopec(China)Avalable Space(neg for can)若该点由弹簧支撑，可以输入一个负的距离，该距离为支称点与弹簧底板之间的距离Allowable load Variation(%):为弹簧的荷载变化率＝（热态载荷－冷态载荷）/热态载荷的绝对值乘以100％，一般弹簧的荷载变化率控制在25％内，但是在一些敏感设备附近，如压缩机，透平管口附近，弹簧的荷载变化率需控制在10％内，这时用户需在此选项中输入10Rigid Support Displacement Criteria:在应力计算中，有时软件自选的弹簧热位移很小，例如1mm左右，在不是敏感设备附近，工程上常用刚性支架来代替弹簧支架，用户可以人为输入刚性支架代替弹簧支架热位移标准，如输入1mm，则若软件算出弹簧的热位移小于1mm，软件就自动将该弹簧代替为刚性支架Travel Limit:该项定义了可变弹簧最大位移量，若软件算出的热位移量超过该输入值，则软件将自动把可变弹簧替换为恒力弹簧No。
CAESARII软件内部培训—静态分析基础篇v2
2004年7月
大 三 膨 刚 弯 小 通 胀 性 头 头 节 件
做为不同于直管的特殊单元输入
⑤ 管 件 信 息
2004年7月
特殊单元（１）－弯头
弯头由指向弯头的单元到离开弯头的单元定 义，实际弯头曲率半径总是体现在“ＴＯ” 端 离开弯头单元的输入必须跟在指向弯头单元 的后面，弯头角度由这两个的单元确定 一个弯头设置三个节点（一般自动定义，如 下：8、9）
斜接弯头——窄间距弯头
窄间距弯头 S<r*(1+tg θ)
– 按一个弯头考虑 – Miter Points输入块 数 – 弯曲半径Ｒ＝Ｓ／２ ＊tgθ – Ｓ为斜间距，θ为相 邻块半角,r为管外径
2004年7月
斜接弯头——宽间距弯头
宽间距弯头 S>=r*(1+tg θ)
– – – – 做为多个弯头 Miter Points为１ 每块半径Ｒ＝r*(1+cos θ)/2 Ｓ为斜间距，θ为相邻块半角,r为管外径
插入 打断 删除 运行 批处理运行 查找 列表输入 合并管系
2004年7月
3D Plotting使用简介
Reset Plot Zoom to window Zoom to Extents 各方位视图 Orbit Zoom Pan 显示模式
2004年7月
错误检查
三类提示：
2004年7月
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（导向、限位） 如图给定：
2004年7月
单向约束
利用Caesar Ⅱ软件设计下降管自悬吊结构
分下降管 的重量 通 过 弹簧 吊架 传 递 到钢 结构 上 。 和 老结构相 比， 新 开发 的 下 降管 自悬 吊结构 更 最 加经 济合理 ， 该 结构 中下 降管 和蛇 形 管 如何 变 但 图 ｌ 下降管和蒸发器模块的的结构简图
ａ ａｙ ｅ ｉ ｗｉ ｈ ｅｐ ｏ ａ ｓ ｒ １ ｓ ｆ ｒ ， ｓｗ ｌ ａ ｏ ｏ ｒ ｓ ｌｅ ｔ ｅ ｐ ｏ ｌｍ ｆｏ ｅ ｓ ｅ ｓｂ ｎ ｌｚ ｔ ｔ ｔ ｅ ｈ ｌ ｆＣ ｅ ａ １ ｏｔ ｅ ａ ｅ ｌ ｓ ｈ ｗ ｔ ｅ ｏｖ ｈ ｒ ｂ ｅ ｏ ｖ ｒ ｒ ｓ ｙ ｈ ｗａ ｔ
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Ｋｅ ｒ ｓ ｄ ｗ ｅ ｍｅ ；Ｃ ｅａ Ｉ；ｔ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：ｏ ｎ ｏ ｒ ａ ｓｒ ｌ ｓ ｅｓ ｒ
０ 引 言
在最 新设计 的 自然 循环 立 式余 热 锅 炉 中 ， 集
・ ５・ ３
下 文将 通过 一按 Ａ Ｍ Ｓ Ｅ标 准设 计 的 出 口锅 炉
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配置界面(2/3)
• 忽略弹簧刚度
• 用户与简单手工计算结果进行复核 (忽略弹簧刚度只添加热载) • 需要手动指定 • 不推荐使用
配置界面(3/3)
• 在弹簧位移工况中考虑 弹簧刚度的影响
配置界面(3/3)
• 在弹簧位移工况中考虑弹簧刚度
1.3 减振架：用来控制或减小除重力和热膨胀作用以外 的任何力(如物料冲击、机械振动、风力及地震等外部 荷载)的作用所产生的管道振动的支架。——SNB
减振架有弹簧及油压和机械三种类型。
Input Basics
5
典型约束的解释
Input Basics
6
典型约束的解释
Input Basics
7
常用特殊支架的模拟
管道支吊架的模拟
引言
管道支架的分类 1. 管道支架的分类及定义
按支架的作用分为三大类； 承重架 限制性支架 减振架
Input Basics
2
引言
1.1 承重架：用来承受管道的重力及其它垂直向下荷载的支 吊架(含可调支架)。
• a. 滑动架： 在支承点的下方支撑的托架，除垂直方向支撑力及 水平方向摩擦力以外，没有其他任何阻力。—— +Y，Y
两种常用特殊支架的模拟： • 关联节点的应用 • 弹簧支吊架的应用
Input Basics
8
关联节点
Input Basics
9
关联节点
• 这两个模型结构相同。 • 右侧模型在55点用ANCHOR
与56点建立CNODE. 这里没 有55点到56点这个单元. • 这种方式将显示此点的“内 部”载荷。
用于弹簧选型的操作工况数量 • 指定设计弹簧时需要考虑工况的个数。这个值是1到9之间的数字并且与需要
考虑的热工况个数相对应。如果定义了大于1的数，多工况选项将强制启用。 • 此处将控制选弹簧所要求计算的工况数量
输入界面 – 特别设置
• 多工况设计选项
• 每当在弹簧选型时考虑多个工况，CAESAR II必须知道你想怎样来权衡不同工 况之间的结果。
• 设置弹簧位移工况的弹簧刚度为 “As Designed”
配置界面(3/3)
• 在弹簧位移工况考虑弹簧刚度
• 将 “Theoretical Cold Load” 更名为 “Field Installed Load” • 注意下面的提示
CAESAR II 弹簧输入数据
• 用户可以在4个不同的地方指定不同部分的弹簧选型数据
• 添加弹簧在每个工况中的作用
CAESAR II 弹簧输入数据
• 用户可以在4个不同的地方指定不同部分的弹簧选型数据
• CAESAR II 配置界面
• 控制当前模型数据的初始值
配置界面(1/3)
• 弹簧默认初始刚度
• 1E12 和刚性约束一样
• 默认弹簧表
• 目前最新版本支持33个弹簧表
• 弹簧&关联节点弹簧的显示 (不同颜色)
Input Basics
12
关联节点
若不考虑关联设备节点，其计算结果如下所示：
Input Basics
13
关联节点
Input Basics
14
关联节点
若考虑关联设备节点，其计算结果如下所示：
Inpusics
16
弹簧支吊架
弹簧的作用： • 弹簧支吊架能够在存在垂直位移的情况下支撑重力
反算出安装荷载 • 核算弹簧的荷载变化率
选型过程 – 3: 校核载荷变化率
• 载荷变化率是相对工作荷载的载荷变化百分比 • 通常限制在 25% • 这里:
• 变化为2842-2579=263N • 工作荷载为 2579N • 变化率为 10%✓
CAESAR II 弹簧输入数据
• 用户可以在4个不同的地方指定不同部分的弹簧选型数据
• CAESAR II 配置界面
• 控制当前模型数据的初始值
• 输入界面 – Hanger Design Control Data
• 对当前的模型设置通用设置及初始设置值
• 输入界面 – Hanger Data (Checkbox)
• 设置选型用参数及指定已有弹簧数据
• 工况设置界面– Load Case Options
Input Basics
10
关联节点
• CNODEs 在CAESAR II 中是一个非常灵活，非常有用的功 能。
• 用CNODE建立约束，甚至可以取代一个管单元。
常用情况： 1.设备生根件支架 2.夹套管 3.钢结构模拟
Input Basics
11
关联节点
应用实例：设备生根的管道支架，塔和管线的计算温 度为160度，计算压力2.96MPa。塔高42m。
b.限位架：限位架的作用是限制线位移。在所限制的轴 线上，至少有一个方向被限制。——Limit
c. 定值限位架：在任何一个轴线上限制管道的位移至 所要求的数值，称为定值限位架。——Guide/Limit with gap
d.固定架：限制管道的全部位移。 ——ANC
Input Basics
4
引言
• CAESAR II 配置界面
• 控制当前模型数据的初始值
• 输入界面 – Hanger Design Control Data
• 对当前的模型设置通用设置及初始设置值
输入界面 – 特别设置
• 在此找到特别设置:
用于弹簧选型的操作 工况数量
多工况设计选项 计算实际冷载
输入界面 – 特别设置
• b. 弹簧架： 包括恒力弹簧架和可变弹簧架。——Hanger • c. 刚性吊架：在支承点的上方以悬吊的方式承受管道的重力及其
他垂直向下的荷载，吊杆处于受拉状态。——Rod
Input Basics
3
引言
1.2 限制性支架：用来阻止、限制或控制管道系统位移 的支架(含可调限位架)。
a. 导向架：使管道只能沿轴向移动的支架，并阻止因 弯矩或扭矩引起的旋转。——Guide
• 由于热应变会影响支架荷载，弹簧工作荷载和变形都可能改变。 • 多工况选项对于一运一备的泵系统非常好用。 • 此选项能够被设置为独立弹簧选择的一部分
弹簧的分类
可变弹簧 JB/T8130.2《可变弹簧支吊架》 恒力弹簧 JB/T8130.1《恒力弹簧支吊架》
可变弹簧的型号
30:0-30mm 60:0-60mm 90:0-90mm 120:0-120mm
弹簧型号的选择
• 核算系统所需弹簧的工作荷 载
• 找到工作荷载适用型号 • 依据弹簧工作时的位移量，