【CAESAR II培训】4-管道支吊架的模拟
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• 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
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
• 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
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。
• 建议用不同的颜色来显示关联弹簧 (可以表明不同的边界条件)
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
• 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
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
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
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，
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。
• 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)
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。
• 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
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
Байду номын сангаас
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：
Input Basics
15
关联节点
Input Basics
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
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
• 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
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
• 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
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
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关联节点
Input Basics
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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。
• 建议用不同的颜色来显示关联弹簧 (可以表明不同的边界条件)
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
• 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
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
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
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引言
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，
Input Basics
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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。
• 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)
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。
• 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
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
Байду номын сангаас
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：
Input Basics
15
关联节点
Input Basics
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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
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
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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
• 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