AutoPSA仿CAESARII算法问答集

uesoft

注意：把下面的CAESARII替换成“AutoPSA仿CAESARII算法”也是适用的。

以下摘自http://llljq.bloghome.cn/posts/116400.html

CAESARII /llljq 发表于2007-08-12, 09:11
CAESARⅡ问答集

是由我从艾思弗论坛中整理而来，曾上传到国内一些化工论坛中，现重新发表如下，欢迎对各位有用：

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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＝ 1mm

EXP Dy＝ 3mm

SUS 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。SUS和OPE的位移分别是从安装态到冷态和热态吗？那么热位移就应该是EXP对应的位移吧？还有在Hanger Table 里面输出的实际安装载荷（Actual Installed Load）为什么是0，它和理论安装载荷（Theoretical Installed Load）是什么关系？

答: “理论安装载荷”是当管道处在0位移时弹簧所受到的载荷，而“实际安装载荷”是管道安装完成后弹簧、支架、锚固等约束分配重量后弹簧所受到的载荷。其它的见上面。

5. 关于多个工况下一次应力许用值！我定义了4个工况,则4个温度和压力及位移，分别为T1,T2,T3,T4（T1到T4温度依次递增）; P1,P2,P3,P4; D1,D2,D3,D4.假设4个温度对应的许用应力为Sh1,Sh2,Sh3,Sh4.我原本的意思是想校核4个工况下各自的一次应力和二次应力，工况组合为程序默认.但是当我察看SUS+STRESSES的时候，发现结果是这样的

SUS1(STRESS)<Sh4;

SUS2(STRESS)<Sh4;

SUS3(STRESS)<Sh4;

SUS4(STRESS)<Sh4;

就是说，4个工况它的一次应力许用值取的是温度最高的T4对应的许用应力！

而我的本意是想达到这样的效果：

SUS1(STRESS)<Sh1;

SUS2(STRESS)<Sh2;

SUS3(STRESS)<Sh3;

SUS4(STRESS)<Sh4

因为我这四个工况是相对独立的，相互之间不共存的！我和金工讨论后感觉只有分别做四个应力计算，才能达到我想要的结果。不过我感觉，程序提供了9种温度和压力，是不是应该有这种功能呢，就是在一个应力计算里面分别校核多个工况的应力；看大家有没有好的办法.

答: B31.3规范上讲得很清楚，是分析的位移循环期间，预计最高金属温度下的基本许用应力！因此这里的Sh值应取最高设计温度下的基本许用应力，这样校核才最安全（最恶劣工况）。作那么多一次应力工况没有用。对于上述情况，我们一般的工况组合方式为：

L1:W+T1+P (OPE)

L2:W+T2+P (OPE)

L3:W+T3+P (OPE)

L4:W+T4+P (OPE)

L5:W+P (SUS)

L61-L5 (EXP)

L72-L5 (EXP)

L83-L5 (EXP)

L94-L5 (EXP)

也就是压力只取最大的（设计压力）参与计算，校核一次应力的时候，选择L5:W+P (SUS) 查看Stress.这个Stress值和最高温度的Sh比较得到百分数。（这个比较是程序根据标准自动完成的）。标准的这种做法目的是使设计更为安全，即如果最恶劣的工况能通过，一般来说其它工况也没大问题。）

一次应力是检查管道抗塑性变形的，针对持续载荷（W+P），如果我们按最高温度的SH（最小的热态许用应力）计算都没有问题，你还有必要做其他的几个比较吗？

6. 工况组合问题.
初始热位移 D1

基础沉降差位移 D2

工况组合分析时,需要将两种位移同时叠加来考虑吗?如:

P+W+H+D1+D2(OPE)

答: 是要叠加。

7. 关于WRC297
请教：如果一根主管分两支与立式容器连接。且接管与容器径向有角度。能否作为nozzle建立模型？能否用WRC107进行校核？做好能具体说明操作过程，谢谢！

答: WRC297 Nozzle主要是要取接管的柔性对管线的影响。但WRC297 有一定的条件，开口和本体得成90度角。否则不行。WRC107是计算三向力和弯矩作用在管口上，管口局部应力，看管口是否会破坏掉。如果你的管口那个样子，也没法校核，得用FEA有限元软件计算，NozzlePRO即可。

8. 关于材料库
我的系统重装了，当时忘了备份caesar的用户材料库文件。以前做的模型使用自建的材料，是不是保存在模型所在目录下的TEMPMAT文件里了？我现在读原来那个文件可以用原来自建的材料，可是没法在新建的模型里使用，怎么办啊？

答: 你自己定义的材料文件叫umat1.bin 他一般放在你的CII安装目录下面System\下面，

你只要将该文件备份，拷贝到重新安装的CII\system下面即可。

9. 造成死循环的常见原因有哪些？
自从升级为５.０后，经常出现死循环，请教一下常见的原因有哪些？

答: 一般是摩擦系数，支架间隙，弹簧设计给了太多限定条件。

前面两个情况，在死循环界面可以看到具体是那些节点的问题，您到那些节点去调整约束可以解决。

10. 备用设备及其管道的应力问题
请问正常设备停用后,备用设备启用的时候,管系应力肯定是变化的,那么软件是如何考虑支吊架前后的受力变化的?教材上面有一个例子,但是不是很理解,弹簧支吊架出厂前是根据管系正常运行时制作好的,那么备用设备启动后弹簧支吊架还能满足要求吗?

答: CAESARII的弹簧设计允许你多工况自动选弹簧。如果你的泵是一用一备（一冷一热）那么我们会定义T1/P1 和T2/P2。在弹簧设计控制Hanger Design Criteria选择load case 2， 弹簧设计方式：您可以用最大位移，最大载荷。。。

软件自动会生成三个弹簧工况：

1.W(HGR)

2.W+T1+P1(HGR)

3. W+T2+P2(HGR)

这样一来，就可以自动解决您的问题了。

11. 如何考虑风载和地震载荷的影响？
大口径管道（２０００mm以上）应如何考虑风载和地震载的影响（计算管口推力及支座反力用），风载荷是否应该按水平４个方向（＋Ｘ，－Ｘ，＋Ｙ，－Ｙ）分别添加得win１，win２，win3,win4与ＯＰＥ工况的组合工况进行评判，如果仅按全年主导风向添加不知是否可靠？地震载荷在ＣＡＥＳＡＲ中如何模拟，仅输入加速度就可以了吗？地震加速度是否应该模拟Ｘ，Ｙ，Ｚ三个方向，反方向或是方向组合需要考虑吗（如：－Ｘ，－Ｙ，－Ｚ，Ｘ＆Ｙ等），请赐教！

答: 首先，计算风和地震是业主和工程承包商合同约定的。具体计算风的方向，风速；地震都应当是合同约定的。我们一般将风和地震视为偶然载荷，他们应当按照D（动态荷载）+SUS（持续载荷工况) <K*Sh 来评判应力。具体风的工况的定义，比较多的内容要讲。简单讲， 您可以定义四种风。地震您应当考虑水平和垂直的同时作用。正反都要考虑。

对于考虑风荷载和地震荷载的工况组合，以下供参考：

风－WIN

地震－U

L1: W+P+T (OPE)

L2: W+P (SUS)

L3: W+P+T+WIN (OPE)

L4: W+P+T+U (OPE)

L5: L1-L2 (EXP)

L6: L3-L1 (OCC)

L7: L4-L1 (OCC)

L8: L2+L6 (OCC)

L9: L2+L7 (OCC)

更详细的内容请参阅《用户手册》的相关章节。

12. OPE 工况查看应力情况
并不是所有的OPE工况都不校核应力，如果你使用B31.4(成品油输送），B31.8（气体输送）规范，您的OPE就可以看到应力的校核。另外，CII5.0 新添B31.3 2004修补Appendix P，（当然这选项不是强制的）如果您选择该项，您的OPE工况将要校核应力。关键的问题是您使用什么标准。和问题的具体情形。

13．CAESAR里面的gap有多大意义
具体情况具体分析，有的时候输入Gap能起到比较理想的效果，而有的时候则影响不大。如果影响不大的话，尽量和所使用管架的标准图上的此类管架间隙一致。

导向和限位的间隙在理论上有时会起到很大的作用，比如透平管系，间隙取0、1.5和3会有很大的不同，对于设计者我们只是从理论或者软件分析入手，但未能考虑到现场是否真的能保证我们的间隙要求，如果不能，那算得就没有意义。如果能从其他方面找到解决问题的渠道，我本人建议最好还是和管架图册取成一致，也就是说尽量让间隙对结果不造成大的影响。

uesoft

14.caesarii不支持Z轴向上的冷紧,AutoPSA无论哪个坐标轴向上冷紧计算结果都是正确的

经过测试,证明CAESARII改变向上轴为Z轴对结果没有任何影响的,如:

501-110 X:6M Y:0 Z:0

110-510 X:1M Y:0 Z:0

CASE 2 (SUS) W+P1　（Z轴和Y轴向上结果一样）

110 0.000 -22.490 0.000 0.0000 0.0000 -0.3009
501 0.000 0.000 0.000 0.0000 0.0000 0.0000
510 0.000 -27.755 0.000 0.0000 0.0000 -0.3018

按照AutoPSA思路把Z轴改为向上

501-110 X:0 Y:6M Z:0

110-510 X:0 Y:1M Z:0

CASE 2 (SUS) W+P1 (CAESARII Z轴向上结果)

110 0.000 -0.019 0.000 0.0000 0.0000 0.0000
501 0.000 0.000 0.000 0.0000 0.0000 0.0000
510 0.000 -0.020 0.000 0.0000 0.0000 0.0000

按AutoPSA理论上述两项结果值应该是一样的(只是方向对换)．

证明CAESARII总是以Y轴向上，所以造成和AutoPSA结果不一样

uesoft

CAESARII为何B31.3不校核HYD和OPE　
为何B31.3不校核HYD和OPE下的应力水平，及许用应力为零。因为模拟的为高压消防管线，试压压力达到了３.２３ｍｐ，故有所担心。是否有设置来强制校核！

回复：

zhanyang432：你是外高桥的？我问你，你们的船体变形怎么加入的C2里面去？
你的问题解答：configuration-----sif's and stresser中把Implement B31.3 apperndix P 和 code case 178点上就ok了。

摘自http://www.aecsoft.com.cn/bbs/type.asp?id=378

uesoft

旧弹簧的重新设计问题
对一个管系的旧弹簧进行重新设计，有几个问题想请问下：
1、为什么新弹簧的力和原始弹簧差别很大？
2、还有新弹簧中给出了一个垂直方向位移是不是包括了自重产生的位移加上热胀产生的位移。
例如：有个弹簧原如设计值为热态为16795N、冷态为15394，位移为5mm。而重新设计的结果则为热态为15257N、冷态为12335，位移为10.4mm。
3、为什么用冷态吊零时的安装值就是热态吊零时弹簧热态值？

ss

回复：

这个问题很复杂！你讲述的问题不够清楚。
严格讲，旧有弹簧的模拟是一种输入方法；老弹簧新设计又是另外一个问题。
你用CII计算出的结果和原来设计不一样，问题的关键你的输入，边界条件和原来的设计是否输入一致！

llljq回复：

你参见http://www.coade.com/ubbthreads/ubbthreads.php?ubb=showflat&Board=1&Number=18651&Searchpage=1&Main=4112&Words=+llljq&topic=0&Search=true#Post18651的回答。

QQ:491581576 http://llljq.bloghome.cn

uesoft

caesar 4.4关于导向间隙问题
版主，caesar4.4加负方向导向不起作用，如50点，热态时-x方向位移8mm,在restrain中加-x=5mm,计算结果，50点的位移仍然是-8mm,也就是加的导向限位没有起作用，但x,或+x是好用的，不知是怎么回事，其他版本不清楚，请与解答，谢谢

kgdskfawx

问题：关于无重量刚性件
请问，无重量刚性件可不可以理解为刚性无穷大，那么就不应该挠度，从而在没有附加位移的情况下，无重量刚性件的两端位移应为0，可计算结果不是这样，那么无重量刚性件的刚度是多少呢

回答：凡是都是相对的，看你刚性件的壁厚，你取的小，他就会有挠度；另外，你跨度很大，他也会有挠度。

kgdskfawx

泵口为flexible hose的情况如何模拟
我现在在模拟玻璃钢管材质的压载系统，泵口为flexible hose（刚度无限小的橡胶软管），请问各位大侠flexible hose处如何设置？

回答：hose的刚度几乎没有，当做自由端即可。

kgdskfawx

关于FRP管的模拟
我公司压载系统采用Ameron 7000KM plus 2420C在CAESARII5.0中没有！
请问如何定义材料！需要那些参数？谢谢！

* THIS IS THE AMERON BONDSTRAND SERIES 2020 FRP PIPE PROPERTIES
*
.1000000E+05 1.45041E+02 FRP_Emod_(axial) =
.6400000E+00 1. FRP_Ratio_Gmod/Emod_(axial) =
.40000000+00 1. FRP_Ea/Eh*Vh/a =
3. 0. FRP_Laminate_Type =
.1800000E+02 5.55600E-01 FRP_Alpha =
1.8000000E+03 3.61272E-05 FRP_Density =
.2325000E+05 1.45041E+02 Hoop Modulus of Elasticity
0.0032 1. BS 7159 Design Strain
*
* UKOOA envelope for straight, ell, tee
.3200000E+02 1.45041E+02 Su(0:1), Straight
.7400000E+02 1.45041E+02 Su(2:1), Straight
.1480000E+03 1.45041E+02 Sh(2:1), Straight
.3800000E+03 1.45041E+02 Sh(1:0), Straight

CAESARII软件内置了amrn7km/amrn55-21/amrn55-93/amrn2020/amrnPSX，具体你要和厂家联系一下。

kgdskfawx

请教弹簧
请教：弹簧中ZH1 ZH2 ZH3 ZH4代表什么啊？谢谢

回答：西北电力和华东电力的弹簧表。
Zh3 表示Zh1 和zh2串联
zh4 表示两个Zh1或Zh2的串联

kgdskfawx

caesar 中怎么编辑工况算结构荷载
caesar 中怎么编辑工况算结构荷载

回答：结构载荷的定义，行业和行业，公司和公司之间有不同的标准和规则。
但总体的规则是要在最大计算荷载的基础上面，再乘以一个安全系数。

你可以定义一个工况：L1+L2+L3+。。。
L1=OPE/L2=SUS/L3=OPE+Wind etc。
你定义的新工况，你可以在load case option中，合成方式上面选择Max，这样就可以自动的从上述各个工况中，取其最大的推力，你再结合你的安全系数即可获得结构载荷。

kgdskfawx

关于环境温度(Ambient Temperature)
请问Caesar 软件里面的Ambient Temperature默认设置为70，是摄氏温度还是华氏温度，是不是每个项目都需要修改次默认设置。

回答：那是华氏温度。
CII支持任意单位，你如果选用了公制单位 mm，那么你的环境温度就变成了21度了。

kgdskfawx

请教电力四大管道工况问题
请教在发电厂四大管道应力分析时，在考虑水压试验、风载荷、地震载荷的情况下应该怎样叠加。我看到别人的计算用到了10个工况，不明白是怎么回事。

回答：工况的定义完全是仁者见仁，智者见智！规范仅仅规定应力的评定。
对于一些风，地震，水压试验和其他的工况，并没有明确的规定。
一般组合工况的原则是要定义一些特殊的运行情况，考虑各种工况对管道系统的影响。

kgdskfawx

输出结果关于综合应力的问题
设计计算填表时,要填最大应力管段.那一点有一次应力,二次应力,但综合应力没有.而且,二次应力的值是和书本上的综合应力值是差不多的.如何解决（用的是B31.1.综合应力是热态应力与冷态应力的合力,电力设计在设计时）?

回答：
二次应力原来的评判准则是：1.25Sc+0.25Sh
改进后的准则是将一次应力的余量放入上面公式中，这样变成：1.25(Sc+Sh)-Sl
CII缺省时按照第二种方式评定。一般提供一次应力和二次应力。至于二次应力的两种不同规则，不计算两种，而是满足一种即可，关键是如何要求。
Sh--热态许用应力
Sc--冷态许用应力
Sl-一次应力

kgdskfawx

CEASARII坐标默认是Y轴向上，能不能改成习惯的Z轴向上？
如果不能改，我还按Z轴向上的数据输入，对计算结果有没有影响？

回答：tools|configure setup|geometry Directive,Z vertical选中
没影响

sophie

明明在T2温度下定义了SH2，为什么应力计算结果的W1＋T2＋P1工况下的Allowable stress一列为0呢？
SH2应该就是T2温度下的许用应力啊。
回答：你所说的工况为操做工况,不是应力校核工况,一次应力校核,选SUS工况,
二次应力校核,选EXP工况.

kgdskfawx

关于冷紧的问题讨论
《技术参考手册》指出“冷紧仅调整应力平均值，而不是应力范围”。这里可否理解为“冷紧仅调整应力平均值，而不是应力范围，但其应力的绝对值降低了”。比如，一个数从-1变化到+1，平均值为0，变化范围为2；而从0变化到+2，平均值为1，变化范围也为2。但两着的平均值和最大绝对值却不同，显然，后者的平均值和最大绝对值大于前者。基于此，本来未冷紧时，管系应力分析结果未通过（如超1～20%），通过冷紧后，却可能通过。请问这样理解是否合适？

回答：

对于冷紧，我的理解是：
它是用来降低热态时管系对设备管口推力或其它形式约束力的有效途径之一。但它可能还会带来冷态时设备管口推力或其它形式约束力的增大。对于应力，SUS和OPE下计算的值也会有所不同，但其差值即EXP是不变的。你可以作模型比较一下。

sophie

大集箱和小管接头的模拟怎样更接近实际？

怎么样更真实的模拟从一个较大的联箱(如直径φ325)从一点处焊接出几根较细的长管接头(如管接头直径为φ38)。
记得初学时，张博士讲的是先从集箱这一点将φ38管子按一个无重量的刚性件到集箱表面，即刚性件长为联箱的半径，然后再接着往下做。
还有一种模拟是：全部按三通来做，然后给定一个偏移量，偏移长度为联箱的半径。这样可以在这一点有一个三通的应力增强系数计在内。
请问，这两种模拟那种更接近实际。

回答：从哈锅，上锅和东锅的分析看是和张国清的做法一致的。 你的小管道的直径较小，误差也不会太大。
如果您的主管是1000mm， 支管十分重要，需要考虑分支点的应力状况，那你就按offset来处理。
你可以比较一下计算的区别。

kgdskfawx

双拉杆刚性吊架怎么模拟啊，是选restrains Y；还是hangers？hangers里面好像没有rigid support啊，是不是要给Rigid support displacement Criterial 一个大一点的值？

回答：刚吊就是+Y（如果您Y轴向上的话）。
如果你考虑拉杆长度和转动，你就得用+yrod，给长度即可。

kgdskfawx

如何设置？每次输入显示都会居中
请教各位：CAESAR II中如何修改设置，免得，每次输入完成回车后，显示图框都会居中而且变成实体显示？

回答：你可以，在菜单Enviroment-->reset view on refresh 选择和不选择，会发生你讲的变化，这样，你的图形就不同步刷新！输入速度可以提高！

sophie

备用设备及其管道的应力问题
请问正常设备停用后,备用设备启用的时候,管系应力肯定是变化的,那么软件是如何考虑支吊架前后的受力变化的?
教材上面有一个例子,但是不是很理解,弹簧支吊架出厂前是根据管系正常运行时制作好的,那么备用设备启动后弹簧支吊架还能满足要求吗?

回答：CAESARII的弹簧设计允许你多工况自动选弹簧。如果你的泵是一用一备（一冷一热）那么我们会定义T1/P1 和T2/P2。在弹簧设计控制Hanger Design Criteria选择load case 2， 弹簧设计方式：您可以用最大位移，最大载荷。。。
软件自动会生成三个弹簧工况：
1。W(HGR)
2。W+T1+P1(HGR)
2. W+T2+P2(HGR)