一、输入和建模
①. 交互式图形输入,用户可直观地查看模型,Caesar Ⅱ支持单线图、双线图、线框图和实体图。
②. 在线帮助对输入区域提供了方便的、相关的信息。
③. 约束类型包括是否有附加位移的固支;单向或双向作用的平动、转动;双线性作用的平动;导向和限位架;带摩擦的支承等。
④. 用户可修改材料数据库,包括随温度变化的许用应力。
⑤. 内置阀门库、弹簧库、膨胀节库和法兰库,允许用户扩展自己的库。
⑥. 钢结构建模,帮助用户建立边界条件,提供多种钢结构数据库。
⑦. 交互式的列表编辑输入格式,用户可查看和编辑多个单元数据,具有块编辑特性。
⑧. 用户完全控制如何计算和进行错误检查。
⑨. 玻璃纤维管FRP的建模和分析。
⑩. 自动的膨胀节建模,调用膨胀节供应商提供的数据库建立膨胀节的相关参数。
⑪. 其他的输入和建模包括:冷紧单元;弯头、三通应力强度因子SIF的计算;多任务批处理功能;英制/公制/国际单位制的转换,用户可定义自己的单位。
二、静态分析
Caesar Ⅱ进行静态分析时,通常使用软件推荐的荷载工况来满足管道规范应力要求。对于特殊情况,用户可改变荷载工况。增加或减少荷载工况。
Caesar Ⅱ允许分析管道和钢结构一体的复合模型,用户可得到管道-钢结构非线性作用计算和图形结果:涉及所有静力荷载,如管道自重、内外压力、温度、附加位移、预拉伸(冷紧);可模拟各种形式的波纹膨胀节;提供多种设计规范,如ASME B31.1、ASMEB31.3;可计算风荷载、地震荷载。
弹簧设计选择程序,提供许多制造商的弹簧库。Caesar II允许使用标准或扩充的荷载范围来选择弹簧,它根据建议的操作和安装位置,从弹簧制造商提供的弹簧库中选择合适的弹簧支架。
根据ASCE#7或用户自己定义的风压或风速数据自动作用和分析风荷载。
管口柔性和应力的计算程序包括如下内容。
①. WRC297、API 650和BS5500定义的管口柔性,根据WRC297、WRC107和ASMESection VI Division2计算管口和容器应力。
②. 法兰泄漏及应力程序包括简单的法兰泄漏检查、根据ASME B16.5和ASME SectionVII Divisionl计算应力、评估法兰荷载。
③. 设备荷载检查程序包括蒸汽轮机NEMA SM23、离心泵API 610、离心式压缩机API617、封闭式供水加热器HEI和空冷热交换器API661等标准。
三、动态分析
动态分析功能包括如下内容。
①. 振型和自然频率的计算。
②. 评价一个阻尼系统在谐振力或位移下的振动响应,以模拟机械和声学的振动。
③. 地震反应谱分析。
④. 力频谱分析,允许一般冲击荷载,如水锤、蒸汽锤以及安全阀泄放的计算,它可以把随时间变化的荷载转变成对应的频率响应数据。
⑤. Caesar Ⅱ也可动态显示时程分析的结果。
⑥. 通过估计系统高频率模态响应来改善动态解的正确度。
⑦. 允许用户任意组合动态和静态荷载以合理地满足管道规范要求的临时荷载。
⑧. 安全阀荷载的合成和力频谱的计算,计算动态推力荷载和提高瞬态压力。
⑨. 从LIQT和PIPENET计算的结果可自动转变为Caesar Ⅱ可使用的响应谱数据。
四、数据转换接口
Caesar Ⅱ提供了几个外部接口可以和其他软件进行数据转换。通过Caesar Ⅱ主菜单的Tools选项可得到这些接口。选择 External interface项可得到一些接口软件。其中包括Intergraph的PDS。
Caesar Ⅱ提供的 Intergragh 接口程序能够把管系结构从一个 Intergragh PDS核心文件转换成一个标准的Caesar Ⅱ二进制输入文件,可转换的信息包括管道元件的走向、长度、直径、温度、压力、节点号,则可以形成管系的结构和各个节点的坐标。但根据 IntergraghPDS提供的核心文件的紊乱程度,接口程序所作的一些假设有可能不正确,因此要求对作为结果的Caesar II输入文件进行一些修改。用户必须在Caesar II输入文件中加入所有节点的特性(约束、荷载、位移等),并有必要修改和增加材料特性、三通类型、约束详细资料、温度压力等。
五、Caesar II的工程实例
下面是一个典型的泵入口管线的应力分析过程(图9-73)。在节点20和65处只是一个承重架,从Caesar Ⅱ计算的结果可以得出,在泵入口节点5和85上的荷载偏大(MY,FX)。现在节点20和65处各加一个导向架(X向约束)(图9-74),这时,从Caesar II计算的相应结果可以得出,在泵入口节点5和85上的荷载已经降了下来,这说明适当调整管架的形式可以降低设备口的荷载。