CAESARii数据输入及建模要点

1、第一部分支架形式模拟21.0 普通支架的模拟 21.1 U band 21.2 承重支架31.3 导向支架31.4 限位支架71.5 固定支架71.6 吊架81.7 水平拉杆81.8 弹簧支架模拟92.0附塔管道支架的模拟 113.0弯头上支架134.0液压阻尼器145.0 CAESARII可模拟虾米弯，但变径虾米弯不能模拟 15第二部分管件的模拟151.0法兰和阀门的模拟 152.0大小头模拟173.0安全阀的模拟 184.0弯头的模拟 195.0支管连接形式 206.0膨胀节的模拟 216.1 大拉杆横向型膨胀节 226.2 铰链型膨胀节 34第三部分设备模拟421.0 塔 421.1 板

2、式塔的模拟421.2 填料塔的模拟441.3 除了模拟塔体的温度，还需模拟塔裙座的温度 472.0 换热器，再沸器 482.1换热器模拟也分两种情况 483.0 板式换热器514.0 空冷器524.1 空冷器进口管道和岀口管道不在同一侧 524.2 空冷器进口管道和岀口管道在同一侧 545.0 泵 566.0 压缩机，透平 58第四部分管口校核591.0WRC107 592.0Nema 23 623.0API617 644.0API610 65第五部分工况组合681.0地震 692.0风载 703.0安全阀起跳工况 724.0沉降 74第一部分支架形式模拟1.0普通支架的模拟1.1 U ba

3、nd在CAESAII的输入界面找到restraints选项，并双击打勾,Pll Restraints匚 Displacements Harqg 怡 Noed&sE Forces/Moment i- i ： .irFlestiamtsNode:Tyoe:泅：10CNode：Yv GapeMuc0.300Node:TweeStif;10CNode:XMu在Node项目，输入该支架位置的节点,在type项填入支架的约束形式，U-band只需在type项中输入X，y用户还需输入支架的摩擦系数Mu，通常规定：钢与钢接触的承重支架摩擦系数输入0.3不锈钢与PTFE板接触的承重支架摩擦系数输入为0.1支架选

4、项中，stif代表支架生根部份的刚度，不输代表无穷大，用户可以把生根 部件的刚度输入其中，单位为N/cm1.2承重支架1.3 导向支架1.3.1 水平管道Node：10CNode：Tw：刿1VGap:Stif：Mu:0.30DNode：10CNode：TygX1v Gap:a ooo讯：Mu:若导向支架的挡块与管托之间有间隙，可在图中（Gap:）中输入间隙，不输表示导向的间隙为01.3.2 垂直管道1.321四向导向Node:10CNode：Type：xvStif:Mu.Node:10CNodeType:Z|v GapeStif：MucNode:Type:10CNodeGuideiQafiMu

5、:Node:CNode:v Gao:1.322单边导向R则记inkNode:TmM：10CNode:Z|v Gap：5.000MuNode:T?oe：StifCNode:v Gap：Mu:1.4限位支架Node:10匚 Node:*斶1Type:ziStif:NodeON ode:1.5RestraintsNode：10CNode：Type：ANCv Gap:Stif:Mu:Node:CNode:I vne:v Gap:str：Mu:1.6 吊架双击restrains选项，承重吊架为+Yrod,并在len中输入吊杆的摆动的长度1.7水平拉杆Restraints75CNode：+ZRODv Le

6、n:Fi:1510.000Node：Type：Stif;Node：Tee：Stif:CNode：1ZROD ”才 Len：1500.000Fi:1.8弹簧支架模拟双击Han gers出现如下图框Node输入支架的节点号Hanger Talbe选择弹簧的型号，国内项目选择13-Si nopec(Ch ina)Avalable Space(neg for can)若该点由弹簧支撑，可以输入一个负的距离，该距离为支称点与弹簧底板之间的距离Allowable load Variation(%):为弹簧的荷载变化率=(热态载荷冷态载荷)/热态载荷的绝对值乘以100 %,一般弹簧的荷载变化率控制在25%内

7、，但是在一些敏感设备附近，如压缩机，透平管口附近，弹簧的荷载变化率需控制在10%内，这时用户需在此选项中输入10Rigid Support Displacement Criteria:在应力计算中，有时软件自选的弹簧热位移很小，例如1mm左右，在不是敏感设备附近,工程上常用刚性支架来代替弹簧支架，用户可以人为输入刚性支架代替弹簧支架热位移标 准，如输入1mm ,则若软件算出弹簧的热位移小于1mm，软件就自动将该弹簧代替为刚性支架Max.Allowed Travel Limit:该项定义了可变弹簧最大位移量，若软件算出的热位移量超过该输入值，则软件将自动把 可变弹簧替换为恒力弹簧No。Hange

8、rs at Location:指该点弹簧的个数，有时立管上某个支点往往要2个或4个弹簧支架支撑，这时就可以输 入弹簧的个数，软件会通过载荷的分配，自动选出每个弹簧的型号Allow Short Range Springs:双击该选项，允许软件选择短量程弹簧Operating Load Case Design Option:该选项是让用户设定弹簧热态时的载荷，若为两个弹簧时，应输入总的载荷，而不是每个弹簧的热载荷Multiple load case design option:该选项让用户定义按哪个工况来设计弹簧，默认为T1,即Tempi工况，但是在有一开一备工况下，有时设计弹簧需切换相应工况，确

9、保弹簧是按管道正常操作温度下的工况选择的Free Restrains at Node:该选项常用在压缩机，透平，泵的第一个弹簧支架中，由于这些动设备都需要无应力安装，通过该选项可以通过调节弹簧的载荷，确保管口受力最小，比如透平口法兰面节点号为10点，20点为靠近其管口的最近一个弹簧支架，并且使法兰上Y方向受力最小则输入如下Theoretical Cold(lnstallation) Load:此项可以输入弹簧的安装载荷，此项主要用在模拟已购买好的弹簧Constant Effort Support Load:此项输入可以输入恒力弹簧的工作载荷。2.0附塔管道支架的模拟在支架模拟中，附塔管道支架的

10、模拟较为复杂，因为附塔管道支架是生根在塔上面,塔由于热胀往往有较大的热位移，因此需将该热位移准确模拟到附塔管道的支架上。双击restrains选项:RestiaintsNods:10CNode:“T+YLv Gap:Stif:Mu:0.300From: 1010To： ioooName Offset?Diameter:WSch: -Mill Td%: -Mill Tol 盟Conosion:Insul Thk:2020.000010.000012.5000S earn1.6000110.0000I emo 3:sT emp 1:I emp 2:Pressure 1:Pressure 2:ET3

11、II：0103CCOHT说明:1000点为与该支架同一标高塔中心点位置，1010为塔外壁。10点为管道上的支架，11点为与10点连接点，在from 11点to 1010点需输入常温和常压，并双击rigid，在直径和壁厚选项中需输入附塔设备的直径和壁厚，From 1010 to 1000点需输入设备的温度和压力，在直径和壁厚选项中需输入附塔设备的直 径和壁厚1 1 BendReducer0 Rk*d SIFstTees1 1 Expansion Joint Structural3.0弯头上支架在装置中，我们经常看到在弯头有支架，如何在CAESAR I中弯头上输入支架,最常见的也是最简单的模拟方法

12、就是在弯头的中点位置输入支架先双击bend选项，找到angle为M的节点号（该节点号往往自动生成）PI Bend Reducer Rigid SIFs 8c Teesll EKpansion JointAnole 2 0.000Antje 3:BendsRadius:304.800Type：vAnqle 1: M再双击restrains,选项，在node 览中输入angle为M的节点，并在type栏中输入支架的 形式。Restraints对于靠近敏感设备附近的弯头支架，Caesar II指导说明中给出更为精确的模拟方法该法称为偏移输入法，该模拟方法可使假腿位置准确定位在弯头曲线上，并且假腿作用

13、在垂直管道的中心线上，缺点是模拟比较复杂具体模拟方法见 application guide hangers VerticalDummgeg on Bends:Offset ElementMethod4.0液压阻尼器液压阻尼用来控制管道的振动，模拟液压阻尼器步骤如下1先运行不带阻尼器情况下该位置的操作工况2记录上述工况下该点的位移及转角3输入阻尼器，并在 CNode点中输入上述位移和转角4将附加位移值加在操作工况下并在load case editor中找到所有含有动载荷的工况（如地震，风载，安全阀反力等）并激 活阻尼器，DiplacementeNodel: 71Vector IDX0. 5000

14、DV20. 0000DZ-3 0000KX0 1000RY0. 3000KZ1 u0. 500017Load Due Edtoi Load Case Options | Whd Loads Wove Loads CaseOiflputOut pot TWComb MelhodiSnubbers A ct we ?MOPERATING CASE CONDITION 1KeepDispiForce/StressrL2Wje: |2Doubls Flange jJAndc 1: |MAncje 2 SOOONodt 1.Node 2.卩3 Node 3：Anglel:和node定义了弯头的具体部位

15、例如 anglel : M Nodel: 9表示弯头中点的节点号为9,Angle 2： 0 Node2 : 8表示第8点为弯头起始点 在输出报告中，可以读出弯头相应部位的应力5.0支管连接形式 Reducei0 SIFs t TeesStructural通过点击出现对话框SIFs7TeesNode;：T vps：SIFril：SIFol：匚.弓Saddle在node中输入支管连接处节点号Type中输入支管连接的形式1 Reinforced带补强圈或鞍件的增强制造三通EeiRfom已d fatricarai 任witn pid or uddlfSo忙外叮.(12),2 Unreinforced未

16、补强的预制三通Unrflrrforced fabricte*I Mote,处)(4);(13d3 Welding按B16.9的焊接三通WtIdi间 tte per ASM E 016.1Mo则(2). (*L 3 (n), (13)1o占y +人_ i莎74 Sweepolet插入式焊接管座WeHed-l I contour Imen(Notes (2)r (+), di), (u 10.95 Weldolet整体加强的座焊支管ide(#-Qfi lining (idT*X*l rslnfr忙创 【Ng(2); U); 门打6 Extruded挤压成型的焊接三通Exiruded w*lclin

17、 i*t witftrr Q.Q5?； j.j7Notts (2);(4), ：13)j6.0膨胀节的模拟膨胀节模拟有简单模拟和复杂模拟两种，简单模拟请参考CAESARi i自带的手册这里介绍两种常用的膨胀节的复杂模拟法6.1 大拉杆横向型膨胀节大拉杆横向型膨胀节可以按膨胀单元拆分建模（复杂模型），下图所示，节点20和节点110之间是大拉杆按内外侧均有螺母，膨胀节参数如下：横向刚度：311N/mm，扭转刚度：451279N.m/，波纹管有效直径：775mm，膨胀节重量：851Kg。每个波纹管参数：轴向刚度：783N/mm，横向刚度：12286N/mm，扭转刚度：902557N.m/，波纹管有效

18、直径：775mm。30 4010201401：心 150邈10030160i.0Q Piping IlipatDiametief：720 0W0wv$“；11 0000厂 Seam WeldedWl Factor：-MiN Id%125000Conrosion;InsdTNt;_彩|Material; |(1Q1Ji53A二|厂 AllableStress厂 Bend厂 Ripd厂 Expansion Join!厂 Reducer 厂 SlFs &： T ees厂 Restraints 厂 Hanger? 厂 Nozzles厂 Displacement厂 Forces/MomehtsI Uni

19、oiE ILoacfeF Wind/ WveTerol: |200.0000Temp ZTemp 3:P科輿阳1： 1600,0000CltEi q Tiping InputJOElastic ModJus Cl. |ZD3H* 當心Lfl- HOHMlrtf-lxlof-jfvlekMiKrdun!nr 匾 ReMI器ainHwiwi dM 1/1862 wTW 7777oTTbeT0/11200/10G20/1120911200M20M4000M20Riqidl W eiaht: |33SO_000PrMsur* 211Hdro Press: |CltEsi q ?ipin InputFi

20、om: SW 50厂 Bendr Rigid厂 Expansion Joint厂 Reducer 厂 SIFsMees厂 Restraints厂厂 Hanger?厂 MozzlesDisplacements厂 ForcesyMomentE r Uniform Loadt L Wind / Wave厂 Name Tempi-|2000001Temp ?Mateiiat |(101)A53A三|厂 Aloable Stress -Elastic Modulus Cl： |2.O34OE+0OSElastic Modulus H11； |tSOO5E+0OSElastic Mod Jus (H2|;

21、 |2.O34OE+0OS”, |Elastic Mod Ju? PH 31； |2.0340+003Pwssons Flatic; |0.2920Tetnp 3; Mnf*!u AlloMrg-le Str 盘聖旄 H 占a-Ds-plMitm;xp昏 tt gf Nods Mannes:# of Bends;It of Rigids:tt of Ep. Joint:tt of Restraint?;1.7：F I0tt o(Displacements:# of Uniform Loadsctt ol Forces/Moments:tt of Wind Specs:卄 of Elernent

22、 Offsets;tt of AIIchaj Stress# of Fieducers;tt of SIFs 養 Tees:tt of Hangers:tt of Nozzles;Current Element: T otal Elements: |Cltssi q Piping InputFiom:岡To;EO厂 Name TefflDlJSOQCOCOTetnp 2,ITetnp 3; f IPressure 1:1600.0000厂Bend厂Fteduc&frRigidrSIFstleesExpansion Joint厂Restraints厂Displacement厂 HartgerjN

23、ozzlss厂 Foroes/Moments 厂 UnikMmLciad等 L Wind / WaveMateuat |(101)A53A三厂 Alowable Stress -Elastic Modulus Cl： |2.O$4OE+0OBElastic Modulus H11； |tSOO5E+0OSElastic Mod Jus H2|; |2.0340E+003“, IElastic Mod Ju? H31； |2.0340E+003Poissons Ratio; 10.2920Pipe Dertsilv：Fluid Densitv：Insulation Density:6 A1104

24、Abl5tTi*MHfliH/ CFM Qp TaiiLnEE. Axial Stif;Tians Stif:Bendinq Stil:T orsior Stif;Effective ID:79301000| f22860.00(I302557.00(|77.000PrMsur* 211Hdro Press: |CltEsi q ?ipin Input:n70厂 Bendr Rigid厂 Expansion Joint厂 Reducer 厂 SIFsMees厂 Restraints厂厂 Hanger?厂 MozzlesDisplacements厂 ForcesyMomentE r Unifor

25、m Loadt L Wind / Wave厂 Name Tempi-|2000001Temp ?Mateiiat |(101)A53A三|厂 Aloable Stress -Elastic Modulus Cl： |2.O34OE+0OSElastic Modulus H11； |tSOO5E+0OSElastic Mod Jus (H2|; |2.O34OE+0OS”, |Elastic Mod Ju? PH 31； |2.0340+003Pwssons Flatic; |0.2920Tetnp 3; Mnf*!u AlloMrg-le Str 盘聖旄 H 占a-Ds-plMitm;xp昏

26、tt gf Nods Mannes:# of Bends;It of Rigids:tt of Ep. Joint:tt of Restraint?;1.7：F I0tt o(Displacements:# of Uniform Loadsctt ol Forces/Moments:tt of Wind Specs:卄 of Elernent Offsets;tt of AIIchaj Stress# of Fieducers;tt of SIFs 養 Tees:tt of Hangers:tt of Nozzles;Current Element: I T otal Elements: |C

27、ltssi q Piping Input厂 Name80 TefflDlJSOQCOCOTetnp 2,ITetnp 3; f IPressure 1:1600.0000厂Bend厂Fteduc&frRigidrSIFstleesExpansion Joint厂Restraints厂Displacement厂 HartgerjNozzlss厂 Foroes/Moments 厂 UnikMmLciad等 L Wind / WaveMateuat |(101)A53A三厂 Alowable Stress -Elastic Modulus Cl： |2.O$4OE+0OBElastic Modulu

28、s H11； |tSOO5E+0OSElastic Mod Jus H2|; |2.0340E+003“, IElastic Mod Ju? H31； |2.0340E+003Poissons Ratio; 10.2920Pipe Dertsilv：Fluid Densitv：Insulation Density:6 A1104Abl5tTi*MHfliH/ CFM Qp TaiiLnEE. Axial Stif;Tians Stif:Bendinq Stil:T orsior Stif;Effective ID:79301000| f22860.00(I302557.00(|77.000Cl

29、*Esi q Piping InputFiom: IS；90Diameter: 1720.0000 wi;sch：|iaoooo厂 Seam V/dded/1 Fgtor: -Mill ToIX:11215000CcriosiorLnsil Thlc| TefnpIJSOQCOCOTetnp ZTetnp 3; Pressure 1. 600.0000Prsssur* Z |Hdro Press: |厂 Bendr Rigid厂 Expansion Joint厂 Reducet 厂 SIFsMees厂 Restraints厂厂 HangerjI- NozzlesDisplacernents厂

30、ForcesyMomentsI Uniorm LoadiL Wind / WaveI- Name,Mateiiat |(101)A53A三|厂 Alowable Stress -Elastic Modulus Cl： |2.O34OE+0OBEl日歛ic Modulus1； |tSOO5E+0OSElastic Mod Jus H2|; |20$40E+003|Elastic ModJu? H31； |2.O34OE+0OSPoissons Flatic; 10.2920Pipe Dereitv：Fluid Densitv：Insulation Density:Cur ent Element:

31、 ITotal Elements:.L.of Node Mames:0tt of Bends;It of Rigids:tt of Exp. Joints:# of Restraint?；1.7.!- I0tt of Displacements:# of Uniform Loads;i of Forces/Mornenlls:tt of Wind Spacett of Element Offsets：ft of AIIchaj Stress# of Reducers;tt of SIFs & Tees:tt of Hangers:fi of Naedes;dJBl 一 JKlwbl 张 str

32、gwwfwEd 味 JJIlplmdLS:百 acpam 厶 Fiom: |EE1 Nirntto； 10FrDX: (30000 mmdy r皿r厂 OffsetsDiameter：|72n0000WL/Sch:|ia0000厂 Seam Welded/1 Factor：!-MillTol 髯:Ccriosion：IrJ Thlc|Tefnp1-|200.0000T etnp 2T etno 3 f-lPressure 1.1600.0000Pressure 2. |Hydro Press: |CltEsi q ?i ping Input厂 Bend |7 Rigid厂 Expansion

33、Joint厂 Reducer 厂 SIFsMees厂 Restraints厂厂 Hanger?厂 MozzlesDisplacements厂 ForcesyMomentE r Uniform Loadt L Wind / WaveMatenat |(101)A53A三|厂 Aloable StressElastic Modulus Cl： |2.O34OE+0OSElastic Modulus H11； |tSOO5E+0OSElastic Mod Jus (H2|; |2.O34OE+0OS”, |Elastic Mod Ju? PH 31； |2.0340+003Pwssons Flati

34、c; |0.2920Cltssi q Piping InputFiom: HED To;rOffsets-Riqid Weight: 1336 0.000厂 Name110厂 Forces7Momerits 厂 UnikMmLciad等 L Wind / Wave厂 Bend厂 Fteduc&fr Rigid厂 SIFsMees厂 Expansion Joint厂 Restraints 厂 Displacement 厂 HartgerjNozzlss TefflDlJSOQCOCOTetnp 2,Mateuat |(101)A53A三厂 Akwable StressITetnp 3; f IP

35、ressure 1:1600.0000Elastic Modulus Cl： |2.O$4OE+0OB Elastic Mcxlulu? H11； |1 9005E+003 Elastic Modulus H2|; |2.0340IE+008 Elastic Modulus H31； |2 0340+003Poissons Fl atiQ； 10.2920Pipe Dertsilv：Fluid Densitv：Insulation Density:&BMwegg LylwbTstrBMbM Gwidw JJIlplpmdLS:百協pan Curent Elenienft: T otol Ele

36、ments: of Node Mames: tt ( Bends; ItofRigids： tt of Exp. Joints:# oF Restraint?; it o(Displacements: # of Uniform Lwck:tt oJ Forces/M aments: tt of Wind Specs: # of Elemen* Offset?; ft AIIchaj Stress# of Reducers; tt of SIFs & Tees:tt of Hangers: tt of Nozzle?-00652kLL4k 4 kNod.4 NkTteE Hozzlas Offo-ts Haii-uciarE Eo-eItHiiiitES8L 53二吕-8口 N d.-u.c ar x Rit tr ! cits. Bi si d& qg 卜HoexJIwiEifii Js 4 Ji-Krxp=O! 8LIXLI11-1-/uIJL1tIt!IOI:1盘1邑I扌litLLU51t-j1白 snTi ulriMeIc_30巳10 s 1gQV o 刁X1W1CHcdeQ町 o 刁Node: Twe：Slil:祜 hi 豊 g a M Izzies Offsets Reducers cKtr