CAESAR-II 管道应力分析简版使用手册

CAESARⅡ是把管道看做一个梁单元来结算的，但是对于大管径的管道，D/T＞100的，属于壳单元，应力是有偏差的，此时应该注意如下问题。

高温高压管道应力分析可分为:静态分析和动态分析,目前我们所进行管道分析都为静态分析。

1、管线温度2、管道的长度3、管道的直径4、管道材质（考虑到膨胀系数）5、介质的流速6、管道上的附件数量（如阀门、弯头数量这些都要影响压力降）7、当地气候环境（如风载和温度）8、保温材料的厚度。

9、介质的状态（如液态是否在流动过程中是否要气化）10、介质的种类，是几相流，下面就刚问管线来说明，就上次你问的管道漏分析原因Nui也可以在下面找到；谢谢！高温高压管道系统静力分析需要将诸如计算条件(温度、压力等)、管子材料特性(杨氏弹性模量、线膨胀系数、基本许用应力等)、管子尺寸(直径、壁厚、长度)、空间走向、约束方式等作为基本数据输入计算机。

这些数据沿管道有所变化,在发生变化的地方设立节点。

这样,整个管系就被划分为若干个单元,每个单元由两个节点组成。

CAESAR II采用逐个单元输入的方法,单元的输入以填表的方式完成。

CAESARⅡ软件程序一般按三维考虑即x、Y、z三个方向,程序一般将第一个节点坐标定为(0,0,0)。

CAESARⅡ程序对输入的管道形状均有图形显示功能,如果在输入的数据中有错误,很快就可以发现。

图形显示一般包括下列要项:节点的编号和位置,管道的外径;管道的壁厚,管道的长度;支吊架对管段的约束,支吊架的位置;固定点的位置;保温材料的厚度;管道承受的集中载荷和均布荷载(珠光砂载荷);管道材料的种类;刚性元件等。

首次输入经过错误检查后,管模型分析的第一步是定义静态工况,高温高压管道上可能承受的荷载有:重力荷载,包括保温材料重、管道的自重、介质重等;压力荷载,位移荷载,包括管道热胀冷缩位移、支撑沉降、端点附加位移等;地震荷载;风荷载;瞬变流冲击荷载,如安全阀起跳或阀门的快速启闭时的压力冲击;压力脉动荷载;两相流脉动荷载;机器振动荷载,如回转设备的振动。

CAESARII材料库的使用CAESARII是一款用于执行管道应力分析和设计的软件。

在进行管道应力分析时，材料库的使用是非常重要的。

材料库包含了各种不同类型的管道材料的物理和力学属性，可以帮助分析人员选择合适的材料，并计算管道在不同条件下的应力和应变。

使用CAESARII材料库的第一步是创建自定义材料库。

自定义材料库允许用户添加、修改和删除材料，以适应不同的工程需求。

在自定义材料库中，可以指定材料的名称、密度、弹性模量、泊松比、屈服强度等属性。

这些属性将用于计算管道的应力和应变。

在CAESARII的分析过程中，通过选择适当的材料，并在管道输入窗口中指定管道的材料，就可以将材料库中的属性应用到具体的管道分析中。

根据材料的特性，CAESARII可以计算出管道在不同工况下的应力、应变和变形等参数。

在使用CAESARII材料库时，需要注意以下几点：1.材料的选择：选择合适的材料非常重要。

根据工程需求和管道性质，选择适当的材料可以保证管道的安全性和可靠性。

CAESARII提供了各种不同类型的材料选项，如碳钢、不锈钢、合金钢等。

根据管道的应用环境和要求，在材料库中选择适当的材料。

2.材料属性的填写：在自定义材料库中，需要填写材料的各项属性。

这些属性是管道应力分析的基础。

在填写属性时，需根据材料的实际物理和力学特性进行准确的填写。

这些属性将被用于CAESARII的分析计算，因此需确保其准确性。

3.材料数据库的更新：材料科学和技术不断发展，新的管道材料不断推出。

因此，及时更新材料库是保持CAESARII的工程分析能力的关键。

定期检查和更新材料库，可以增加软件的适用范围和分析能力。

4.材料库的管理：材料库的管理是十分重要的。

应备份和存档材料库的原始数据，以防止意外丢失。

此外，建议定期维护和清理材料库，删除不必要的材料和信息，确保材料库的整洁和准确。

综上所述，CAESARII材料库的使用对管道应力分析和设计非常重要。

管道应力分析快速入门讲座主讲人：唐麒目录第一章 管道应力分析的主要内容---------------------------------3第二章 建立模型------------------------------------------------------4第三章 静力计算结果-----------------------------------------------14第一章管道应力分析的主要内容1.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（W+P）；一次应力：是指由于外加荷载，如压力，重力和内压等的作用而产生的应力。

一次应力的特点是：它满足与外加荷载的平衡关系，随外加荷载的增加而增加，且无自限性，当其值超过材料的屈服极限时，管道将产生塑性变形而破坏。

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（T）；二次应力：是由于管道受温度影响变形受到约束而产生的应力，它不直接与外力平衡。

二次应力的特点是具有自限制性，当管道局部屈服和产生小量变形时应力就能降低下来。

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——防止法兰汇漏。

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。

总结：我们分析出来要得到的结果重点就是一次应力、二次应力、设备管口的受力和管道支吊架的受力。

2.管道应力分析合格的标准1）管道上各点的一次应力和二次应力值应小于许用应力范围；2）管道对设备管口的推力和力矩应在允许的范围内；3）管道支吊架受力应能满足支吊架本身结构强度和与之生根的土建结构强度；4）管道的最大位移量应能满足管道布置的要求。

Piping Spreadsheet Data〔管道输入表〕●FROM 当前单元的起始节点号。

节点号为整数，范围1～32000，起始节点号通常都会提到两次。

●TO当前单元的终止节点号。

节点号为整数，范围1～32000。

●DX，DY，DZ 当前单元在立体坐标x,y,z向的投影长度.CAESAR II 接受[混合长度]-[长度]-[分数] 输入格式，例如：应尺-英寸-分数格式，米-分数厘米格式。

另外，幂、分数、指数等简单的格式也是允许的。

下面是数据输入的所有允许格式：x##x.## 标准数据格式##x.##/yyy.yy 分数##x.##x*yyy.yy 乘##x.##-yyy.yy 英尺—英寸##x.##-yyy.yy/zzz.zz 英尺—分数英寸##x.##-yyy.yy-zzz.zz/ ww 英尺—英寸—英寸分数xEyy 幂##x.##Eyy 指数，yy<35另外下列格式也使用：[Valid no.1]＋[Valid no.2]＋……＋[Valid no.N]这里[Valid no.N]可以是上述任何许用格式。

(注:DX为单元沿立体坐标x项的投影长度. DY, DZ亦是如此)Pipe Section Data〔管线数据〕DIAMETER〔直径〕用于确定管线的直径。

通常先输入公称管线标准，CAESAR II自动转换成分析所需的实际外径尺寸。

不需要自动转换时，可以在“UNITS〞文件中关闭“NOMINAL PIPE SCHEDULE〞，或者输入和标准号稍有差别的管外径值。

打开HELP可以查看附加信息和输入数据的单位。

通过配置文件，选择管线规格，就可以得到相应的标准外径。

WT/SCH〔壁厚/管表号〕用于确定管线的壁厚。

标准输入包括管表号指示符〔如S，XS，或40〕，而后CAESAR II 自动转换成相应的壁厚。

若输入实际壁厚，CAESAR II即接受输入值。

通过配置文件，选择管线规格，就可以得到相应的管表号指示符。

用CAESARⅡ做直接空冷主管道整体应力分析摘要：用CAESARⅡ对直接空冷主管道进行整体应力分析，提出各种荷载工况组合，详细阐述CAESARⅡ对直接空冷主管道计算、分析、结果评判的流程，。

关键词：主管道排汽管道直接空冷应力分析空冷电站中采用最广泛的冷却形式是直接空冷，而主管道（也称排汽管道）是直接空冷系统中较为重要的部件，它是从低压缸排汽出口至空冷凝汽器蒸汽分配管入口的管道。

主管道的设计是否合理，其刚度、强度、稳定性是否满足设计和使用要求，直接关系到电厂的运行的可靠性和安全性。

目前，国内有100MW 空冷机组、300MW空冷机组、600MW空冷机组在运行，甚至有1000MW空冷机组在设计、制造，相应的主管道直径有2m，3m，6m，8m等等，而且管道的走向也错综复杂。

这样，就必须对管道做整体应力分析，而目前国内外普遍采用的分析软件是CAESARⅡ。

1、利用CAESARⅡ做整体应力分析的目的和意义直接空冷主管道与其他热力管道不同，它不仅直径大、壁厚薄，而且是真空状态下运行。

采用CAESARⅡ可以很好地解决这个问题。

通过利用CAESAR Ⅱ计算、分析，可以解决波纹补偿器及减振器的选择和受力分析问题，也可以解决与主管道连接的设备接口受力及力矩问题，还可以解决支吊架（包括弹簧类）的荷载和位移问题，从而为设备和材料的控制提供了依据，有利于在保证主管道安全的前提下降低生产制造成本。

2、分析前的准备工作(1)明确主管道的概念，确定计算分析范围：主管道是指从汽轮机低压缸排汽出口（国内绝大部分是汽轮机低压缸排汽装置出口，也有少量的是汽轮机低压缸出来不设置排汽装置，直接给一方法兰出口，需要主管道设计者自己设计一个方圆过渡段，由于后者所占比例不大p3.1 材料及材料特性管道采用Q235B碳钢制造。

这种材料的性能参数如下：弹性模量：E = 208000 N/mm2泊松比：μ=0.3材料密度：р=7850 Kg/m3膨胀系数：α=1.142×10-51/℃屈服强度：σs = 235 MPa抗拉强度：σb = 375MPa3.2 确定管径、壁厚和加强圈的尺寸根据汽轮机排汽参数，可以确定管径，本文的主管径是DN5800，支管径是DN2600。