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北京艾思弗计算机软件技术有限公司CAESARII管道应力分析软件部分应用案例1、FPSO、海洋工程管道系统沪东中华LNG装卸船管道系统。
计算条件：温度-163°C、压力1Mpa、材料A335 P12，管径219~610mm，执行英国BS 7159。
本案例分析难点在于低温状态下管道的柔性以及不同载荷条件下（满载、空载、海浪）的管道应力问题，CAESAR II完全支持对低温深冷管道的柔性分析，并能定义相关载荷工况以满足设计要求。
2、石油化工复杂工艺管道系统五环科技化工系统管线。
计算条件：温度400°C、压力2.68Mpa，管径89mm~2268mm，材料低碳钢，执行B31.3石油化工管道标准。
系统存在立卧式容器、塔器、换热器以及多种支吊架类型，模型复杂，规模较大。
CAEARII支持创建此类复杂模型，组合管道与设备，从而精确的界定管道边界条件，大大减小误差。
此外，在建模及分析过程中，软件允许用户自由修改模型。
3、大型发电厂主蒸汽系统西北电力院1000MW主汽-再热压力管道项目。
计算条件：324°C（低温）、576°C（高温）、压力25.4Mpa、材料A335 P91、管径范围219mm~711mm，执行美国ASME B31.1动力管道标准。
CAESARII可以对不同管径、不同温度压力、不同材料的管道进行应力、推力、位移计算，并对所有弹簧进行自动选型，提供弹簧型个数、号报告。
4、空冷管道系统哈空调大型空冷管道系统，管径3000mm~10300mm，执行B31.1动力管道标准。
由于大直径薄壁管道弯头、三通吸收热胀变形能力较弱，该管道内设计了拉杆式、铰式、万向式在内的多种补偿器。
CAESAR II支持对大直径薄壁管道进行整体应力分析，允许用户模拟各种不同形式的膨胀节（轴向、铰向、万向、压力平衡式等），允许使用简单/复杂模型，用户只需要给定补偿器刚度，相关约束形式。
用户也可以使用软件内置的膨胀节数据库，仅给定相关外形尺寸数据，软件自动生成膨胀节模型。
北京艾思弗计算机软件技术有限公司CAESARII管道应力分析软件部分应用案例1、FPSO、海洋工程管道系统沪东中华LNG装卸船管道系统。
计算条件：温度-163°C、压力1Mpa、材料A335 P12，管径219~610mm，执行英国BS 7159。
本案例分析难点在于低温状态下管道的柔性以及不同载荷条件下（满载、空载、海浪）的管道应力问题，CAESAR II完全支持对低温深冷管道的柔性分析，并能定义相关载荷工况以满足设计要求。
2、石油化工复杂工艺管道系统五环科技化工系统管线。
计算条件：温度400°C、压力2.68Mpa，管径89mm~2268mm，材料低碳钢，执行B31.3石油化工管道标准。
系统存在立卧式容器、塔器、换热器以及多种支吊架类型，模型复杂，规模较大。
CAEARII支持创建此类复杂模型，组合管道与设备，从而精确的界定管道边界条件，大大减小误差。
此外，在建模及分析过程中，软件允许用户自由修改模型。
3、大型发电厂主蒸汽系统西北电力院1000MW主汽-再热压力管道项目。
计算条件：324°C（低温）、576°C（高温）、压力25.4Mpa、材料A335 P91、管径范围219mm~711mm，执行美国ASME B31.1动力管道标准。
CAESARII可以对不同管径、不同温度压力、不同材料的管道进行应力、推力、位移计算，并对所有弹簧进行自动选型，提供弹簧型个数、号报告。
4、空冷管道系统哈空调大型空冷管道系统，管径3000mm~10300mm，执行B31.1动力管道标准。
由于大直径薄壁管道弯头、三通吸收热胀变形能力较弱，该管道内设计了拉杆式、铰式、万向式在内的多种补偿器。
CAESAR II支持对大直径薄壁管道进行整体应力分析，允许用户模拟各种不同形式的膨胀节（轴向、铰向、万向、压力平衡式等），允许使用简单/复杂模型，用户只需要给定补偿器刚度，相关约束形式。
用户也可以使用软件内置的膨胀节数据库，仅给定相关外形尺寸数据，软件自动生成膨胀节模型。
CAESAR II是COADE公司(已被INTERGRAPH 公司并购)的一款优秀管道应力分析软件。
编辑本段1．管道应力分析的原则管道应力分析应保证管道在设计条件下具有足够的柔性，防止管道因热胀冷缩、管道支承或端点附加位移造成应力问题。
编辑本段2．管道应力分析的主要内容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；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；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。
编辑本段3．管道上可能承受的荷载（1）重力荷载：包括管道自重、保温重、介质重和积雪重等；（2）压力荷载：压力载荷包括内压力和外压力；（3）位移荷载：位移载荷包括管道热胀冷缩位移、端点附加位移、支承沉降等；（4）风荷载；（5）地震荷载；（6）瞬变流冲击荷载：如安全阀启跳或阀门的快速启闭时的压力冲击：（7）两相流脉动荷载；（8）压力脉动荷载：如往复压缩机往复运动所产生的压力脉动；（9）机械振动荷载：如回转设备的振动。
编辑本段4．管道应力分析的目的1）为了使管道和管件内的应力不超过许用应力值；2）为了使与管系相连的设备的管日荷载在制造商或国际规范（如 NEMA SM-23、API-610、API-6 17等）规定的许用范围内；3）为了使与管系相连的设备管口的局部应力在 ASME Vlll的允许范围内；4）为了计算管系中支架和约束的设计荷载；5）为了进行操作工况碰撞检查而确定管于的位移；6）为了优化管系设计。
AutoPSA与CAESAR II在弹簧选型中的比较张书俊李国斌陈百炼(长沙优易软件开发有限公司湖南长沙410013)摘要：结合实际的工程例题，比较了AutoPSA与CAESAR II在弹簧选型方面的异同。
考虑到热态吊零、冷态吊零以及各种弹簧选取方式，探讨了AutoPSA弹簧设计的基本功能。
针对管道的多工况运行状态，AutoPSA提供了多载荷工况弹簧支吊架设计方法。
AutoPSA全面支持不规则弹簧表，可以处理支吊架脱空现象。
在弹簧支吊架选型中，AutoPSA选型准确、适用范围广、使用简单方便，能够满足电力、石化、化工、建筑等行业的工程应用。
算例表明AutoPSA与CAESAR II分析结果非常吻合，并在某些功能上超越了后者。
关键词：弹簧选型；热态吊零；冷态吊零；多载荷工况设计；不规则弹簧表；支吊架脱空中图分类号：TU4 文献标识号：BPipe hanger spring design comparison betweenAutoPSA and CAESAR IIZHANG Shu-jun LI Guo-bin CHEN Bai-lian(UESoft Corp., Changsha 410013 China)Abstract: t he hanger spring design of AutoPSA and CAESAR II is compared with some actual engineering examples.T he pap er provided result about basic analysis such as hot load design, cold load design and several spring selected methods. Considering multip le op erat ing cases of pip e system, mult iple load case design is adopted in AutoPSA. Aut oPSA is accurate and universal, thus suitable for engineering applicat ion in power, oil and gas, chemical indust ry, et c. T he results of evaluat ed examp les demonstrat e t hat AutoPSA is comparable with CAESAR II, and exceed the latt er in some domain.Keywords: Spring design; Hot load design; Cold load design; Mult ip le load case design;Irregular spring table; Z ero weight load1 引言支吊架是管道系统的重要组成部分，支吊架的设计是管道设计中的重要环节。
SPR ——Botom Out Spring ，即“自定义方向”的弹簧。
在CAESARII的弹簧支吊架选项hanger中，会有一项Allowable Load Variation 设置——即载荷变化率，这个值是系统的默认值，为25%。
其公式为[|热载荷—冷载荷|/热载荷] X100% 。
这个数值用来确定弹簧的型号，当软件选择一个弹簧后，根据这点计算出的热载、冷载算出载荷变化率，如果超过25%，软件换型号，如果在所选的弹簧表中没有任何一个型号的弹簧（包括并联之后）能够使得载荷变化率小于25%，则使用恒力弹簧（冷、热载荷相同的一种特殊弹簧，随着位移的变化，其刚度发生变化），并在输出结果报告中通知用户。
那么这是原理，我们再回到公式，分子是热冷载荷差值的绝对值，这个差值可以用热冷位移差与弹簧刚度的乘积来表示，即kx。
所以实际上载荷变化率考察的是位移差、刚度、热载。
如果需要定义一个指定方向的弹簧，候我们就可以用SPR，在激活这个形式的约束后，用户需要输入3个变量：“x”、“Stiff”、“F”。
分别指的是弹簧的工作位移、弹簧刚度、初始预载荷。
SPR的优点是可以定义在三个轴向，而hanger则只能定义在竖直方向上。
使用SPR 的缺点是程序不会设计出这个弹簧的型号，因为你在定义SPR的时候，必须输入位移差、刚度、冷载。
也就是说你必须知道这个弹簧的具体情况。
SPR是在三个轴向上定义的、给定各项参数（间隙值、弹簧刚度、安装冷载）的弹簧。
其形式有XSPR/YSPR/ZSPR/+XSPR/-XSPR/+YSPR/-YSPR……..SNB——Snubber减振器主要用在控制OCC工况下的偶然载荷（激振载荷、地震载荷）中。
这个约束形式在动态分析中有专门的选项，如果使用，选择即可。
在静态分析中，由于CAESARII不支持动态载荷变化，减振器会对所有载荷起作用。
如果要在静态分析下使用减振器，应使之“平移”到操作状态位置，再添加偶然载荷，减振器才能正确工作，为达到这个目的，需要完成以下操作步骤：大前提：有偶然载荷（如地震载荷），但在第5步之前不要添加这个载荷1.先将需要添加SNB约束的节点号记住。
CAESARII在火力发电厂设计中弹簧选型的研究和应用摘要：结合工程实例，分析了CAESARII 弹簧选型的特点。
根据国内设计习惯，提出了应用CAESARII在火力发电厂管道设计中进行弹簧支吊架选型的设计方法。
关键词：弹簧选型；CAESARII；热位移；冷位移；安装荷载随着电力设计行业的飞速发展，国内设计行业逐步与国际接轨，CAESARII软件在火力发电厂管道设计中得到了越来越广泛的应用。
但由于设计习惯的不同，CAESARII软件在弹簧选型方面，与国内设计方法有所不同。
1 CAESARII软件弹簧选型存在的问题CAESARII软件确定弹簧型号时使用了OPE工况位移。
国内设计习惯使用从冷态到工作态的位移，即CEASARII软件的EXP热位移。
差异的关健为冷位移。
因此会产生如下问题：a. 如果我们按习惯手选弹簧去较核CAESARII软件，就会发现CAESARII软件弹簧选型存在“错误”。
b. 对于冷位移与准热位移相反的情况（如图1），弹簧荷载变化率有可能超出设定值。
c. 对于冷位移与准热位移相反的情况，弹簧冷态荷载有可能超出弹簧表，即冷态时弹簧压死。
针对上述问题，部分设计人员采取了如下方法：使用CAESARII 软件计算的工作荷载和热位移（EXP工况）进行手选弹簧。
将所选弹簧与CAESARII计算的荷载和位移一起作为最终结果出图。
如某600MW工程的主蒸汽管道的17号吊架，POPE=-23277N，PSUS=-20361N，DOPE=-21.6mm，DSUS=-5.67mm，DEXPm=15.93mm。
CEASARII选择弹簧为213型，手选弹簧为113型。
如采用手选弹簧，则：冷态荷载＝热态荷载－热位移×弹簧刚度＝23277-15.93×37.33×9.8＝17449N。
实际冷态荷载与程序计算的冷态荷载相差14.3%，而CAESARII其它支吊架的冷态荷载分配及冷态设备接口推力都是基于17吊架冷态荷载为20361N计算的。
CAESARII软件在弹簧支架设计中的应用弹簧支吊架主要解决管道有垂直位移时的支撑和减小敏感设备管口的受力问题，弹簧支吊架的合理设置和正确选择，对管系的安全平稳运行起着决定性的作用。
文章应用CAESAR II 管道应力分析软件，以液化天然气超低温管道为例，讲解快速设计脱空管道弹簧支架方法，并对管道进行应力分析校核，管道应力及支架受力满足要求，弹簧选择合理。
标签：CAESAR II；管道；弹簧支架；应力分析引言管道设计中，当管道热胀或冷缩将使该支承点处有较大垂直位移时，使该点支架脱空或支架推力过大，刚性支架失去作用，该工况将造成管道一次应力增大或邻近支架（或设备）超载，或将使管道产生较大的二次应力，对管道和支吊架产生破坏，这时管道支承点处需要采用弹簧支吊架[1-2，5]；在与敏感机械设备相连接的管道处，为减少对设备管口处的受力影响，亦采用弹簧支吊架[1-4]。
CAESARII管道应力分析软件是由美国COADE公司研发的压力管道应力分析专业软件，内置国际上通用的管道设计规范，可进行管系在承受自重、压力载荷、热载荷、地震载荷和其它静态和动态载荷作用下的管道应力分析。
同时，软件内置了Sinopec（China）、ANVIL、LISEGA等弹簧库，允许在多个热工况下，选择冷态或热态吊零，使用标准或扩充的载荷范围，对弹簧进行自动选型设计，并从弹簧库中选择合适的弹簧支吊架。
文章以LNG超低温管道为例，应用CAESAR II软件，以Sinopec（China）弹簧标准，给出管道用弹簧支架的快速选型设计方法。
1 弹簧支吊架选用原则弹簧支架分为可变弹簧支架和恒力弹簧支架。
可变弹簧支架适用于支承点有垂直位移，用刚性支承会脱空或造成过大热胀推力的场合，可变弹簧会造成一定的荷载转移，为防止过大的荷载转移，要求可变弹簧荷载变化率小于或等于25%[6]。
可变弹簧支吊架设计时主要考虑弹簧的工作载荷、运行时的位移量和位移方向、管道的空间位置、弹簧的形式、工作范围位移、弹簧支吊架编号和安装载荷，在弹簧能够承受工作载荷、安装载荷，载荷变化率在满足要求的前提下，力求选用较小规格的弹簧。
CaesarII问题汇总CAESARⅡ问答集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＝ 1mmEXP Dy＝ 3mmSUS 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。
