CAESAR II管道应力计算入门教程(二):基础操作(约束及弯头)

上一期我们学习了管道约束的相关理论知识,今天我们就来在CAESAR II 中对其进行模拟,并学习弯头6的模拟。

CAESAR II 中的约束选择界面

C2中的约束界面如下图所示:

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我们建立约束的方法:双击Restraints,右侧边栏即自动弹出约束的具体输入界面。

C2中常用的约束类型及含义

我们可以在软件中看到里面有非常多种类的约束,大约有四五十种,想把所有的约束的摸透,那也得很多的时间;所以我们先学习一下几种常用的,也就是在上次篇教程中介绍的约束:

X表示约束是+X和-X两方向的
Y表示约束是+Y和-Y两方向的
Z表示约束是+Z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
RZ表示约束是+RZ和-RZ两角方向的
+X或-X表示约束是+X或-X单方向的
+Y或-Y表示约束是+Y或-Y单方向的
+Z或-Z表示约束是+Z或-Z单方向的
+RX或-RX表示约束是+RX或-RX单角方向的
+RY或-RY表示约束是+RY或-RY单角方向的
+RX或-RZ表示约束是+RZ或-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:

Node约束所在节点
Type约束的类型
Stif约束刚度
Gap约束间隙
Mu磨擦系数
Cnode与Node相关连的节点

模拟示例

承接之前建立的模型,我们上次是建了一段5米长的空白管道;这会我们要来完善一下:

325的蒸汽管道正常跨距为13米左右,我们把X增量改为13000;

双击Restraints,我们将10号节点设为ANC固定点;

在同一界面下面我们手动输入20节点,设置为+Y。

然后我们就可以看到如下效果:

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可以看得出固定支架样子是一块板,管道像是焊接在上面,代表这个节点处管道不能有任何方式的位移;而滑动支架是一个向上的箭头,代表管道下面是被支撑的,管道不能有向下的位移,而其它方向都可以。

然后我们再建立一段13米的直管段,节点号20~30,30点设置一个导向支架:

输入DX:1300,Restraints:30点+Y,30点Z或guide

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可以看到导向支架的样子又不同,大家自己应该也可以理解是什么意思了,这里需要注意的点就是我们用Z和用GUIDE两种形式的约束,大家试过了是不是效果相同呢?在沿着坐标轴的水平管道上,这两者效果是一模一样的。那为什么要特别设置一个GUIDE呢?

GUIDE的特殊之处

我们前面的表中没有提及,但其实GUIDE是一个特别常用的约束,它代表的意思是沿管道径向的约束,永远垂直于管道,当管道与坐标轴不平行时,它与X,Y,Z的效果就完全不同了;另外大家需要注意的是,水平管道的GUIDE仅仅限制一个水平方向,而竖直管道则限制两个水平方向。

具体效果可见下图:注意图中坐标轴的方向

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弯头的模拟

接之前的模型,我们来学习一下弯头的模拟,学会了弯头,则大家就可以自己大致的模拟出来一个简单工程了。如何进行下一段管道的输入呢,在这我教大家一个特别简单的快捷键:ALT+C,这个快捷键不是在所有地方都有用,有时候你光标在一些输入框内时无效,一般我会用鼠标点一下预览图,就可以了。你也可以点击下图中左边栏最下边的向左箭头,也是可以进入一下段的。

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是不是很奇怪,我们明明设置了弯头,为什么预览图上没有呢,大家不要着急,双击了弯头的意思就是表明些段管道末端有一个弯头,但是在你输入下一段管道之前,C2并不清楚你这个弯头是往哪个方向的,是 多少度的,所以我们接着输入下一段竖直向上4米的管道:

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看,弯头就出来了。

好,大家应该都学会了,那我们就按之前讲的方法,模拟一个4*4的门型补偿器,这个肯定就难不倒大家了;模拟好之后,再在后面各模拟2*13米的直管,中间滑动,最后固定,是一个对称的结构。

最后成果图如下,大家看自己是不是做对了呢:

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管道的系统

整个管道是一个整体,是一个巨大的系统,在这个系统中间,以每两个固定约束为分界点,可以将整个管道系统分割为一个个小的系统,这是管道系统最小的组成单元。在理论上,每个单元之间的应力没有影响,也就是说,以固定为界,外面的管道随便怎么设置,我这个单元的应力都不会变化。我们刚刚就是对一个小的单元完成了初步的模拟,那这个系统的设计合不合理呢?那就是下一节要学习的内容了。

 

PS:

这周日(6月12日),雨常将准时发布:

CAESAR II管道应力计算入门教程(一):应力分析基础知识(3)

届时,我们来详细学习一下有关管道应力的理论基础。

同时,有什么学习中的问题,还有业务上的交流,欢迎加我QQ:249008088

 

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