CAESAR II 基本约束形式PPT教学课件

1、2021-10-22带初始位移的固支带初始位移的固支直接输入“Displacement”中相关参数，不要再次定义“Restraint”对于有位移的固支，要确保节点的6个自由度都输入了数值（即使是0）。 当在位移矢量上固定某一个自由度时，应同时分析其余自由度的位移状态，确保边界条件是正确的。第2页/共39页第1页/共39页2021-10-22柔性固支柔性固支 对于非刚性的固支，应分别考虑各自由度的刚度，定义6个约束，如图所示：第3页/共39页第2页/共39页2021-10-22有初始位移的柔性固支 要模拟有初始位移的柔性固支，用户需按照下列的要求去做： 使用6个柔性约束。 将4个约束放在一个单元

2、数据表中，其余两个放在另一个单元数据表中。 在六个约束的每一个中均定义一个唯一的关联节点（CNODE）。所有的6个约束使用同一个关联节点。 指定关联节点的位移。参照下图的设置。第4页/共39页第3页/共39页2021-10-22有初始位移的柔性固支定义6个约束6个自由度使用同一个关联节点（Cnode）。在这个关联节点号上定义初始位移。参考右图的设置。第5页/共39页第4页/共39页2021-10-22柔性管嘴（柔性管嘴（给定初始位移给定初始位移）模拟柔性管嘴时，用户需按照下面的要求来做：1.在所建立的管单元，其一侧端点为管嘴节点。2.不要设置这点的任何约束。3.不要设置这点的初始位移 。4.激

3、活柔性管嘴选项“Nozzle”。5.在相连单元定义容器一侧节点号及其初始位移6.在Nozzle中设置管嘴节点与容器节点关联。第6页/共39页第5页/共39页2021-10-22柔性管嘴（柔性管嘴（WRC 297）第7页/共39页第6页/共39页2021-10-22柔性管嘴（柔性管嘴（WRC 297）CAESARII自动插入约束， 并根据用户输入的管嘴/容器数据计算管嘴柔性，包括平动、环向、周向柔性。用户可在错误检查程序 中查看其柔性计算值。第8页/共39页第7页/共39页2021-10-22有完整模型的柔性管嘴有完整模型的柔性管嘴 用户也可以不输入初始位移，而将容器按管道单元创建。 按照下面的

4、方法来模拟包含完整容器模型的柔性管嘴： 在管嘴数据表中定义一个容器节点。 在管嘴数据表定义的容器节点和容器中心线之间建立一个刚性单元（240-340）。刚性单元的外径应接近于容器外径，刚性单元的重量为0。 用管单元来模拟实际的容器长度（340-345）。容器的外径和壁厚应尽可能精确的模拟。 用一个固支来模拟容器的固支点（容器基座）。第9页/共39页第8页/共39页2021-10-22有完整模型的柔性管嘴有完整模型的柔性管嘴第10页/共39页第9页/共39页2021-10-22有完整模型的柔性管嘴有完整模型的柔性管嘴第11页/共39页第10页/共39页2021-10-22双向约束双向约束 双向约

5、束是沿着作用线作用在两个方向的约束，通常大多数约束都是双向约束。 CNode是关联节点。如不填，则没有别的单元节点与这个约束关联。如果输入CNode，所指定的Cnode单元与当前节点（Node）具有相同的约束形式，且同步发生作用。在空间上，这两点可以位于同一几何位置，也可以是相互独立的，程序默认两点位于同一位置，即关联之后，Cnode所在单元被强制抓取到Node所在位置上。 如果定义了间隙值，则在管道碰到约束之前允许有一段自由运动的距离。间隙是一段长度，因此它总是正值。例如，定义+Y约束，Gap=5in.，则管道在碰到其下方的刚性支架之前，允许有5in的自由运动距离。第12页/共39页第11页

6、/共39页2021-10-22双向约束（平动）双向约束（平动） 约束沿着正向和负向两个方向作用。 双向约束的摩擦是作用于约束作用线的垂直方向上。 双向约束也可以定义间隙值。第13页/共39页第12页/共39页2021-10-22双向约束（转动） 与双向平动约束类似。 可定义转动间隙、摩擦。第14页/共39页第13页/共39页2021-10-22单向约束单向约束 单向约束上的符号给出了自由运动的方向。例如：+Y约束就是可在正Y方向自由运动，而沿负Y方向不能运动。 单向约束可定义沿正向、负向或斜轴上的自由运动。 允许多个单向约束在同一节点上叠加 。 可以使用关联节点功能。 可以定义间隙和摩擦。第1

7、5页/共39页第14页/共39页2021-10-22单向约束单向约束第16页/共39页第15页/共39页2021-10-22导向导向 无论是否定义间隙，导向都是双向约束。 导向支架可与关联节点（CNode）配合使用。 导向支架可使用单向约束的叠加或者在约束类型下拉菜单中选择Guide来定义。 导向约束作用线永远垂直于当前单元所在轴线方向 垂直管道的导向约束将同时具有X和Z两个方向上的支撑。第17页/共39页第16页/共39页2021-10-22导向导向第18页/共39页第17页/共39页2021-10-22限位限位 限位架是沿着管子轴线作用的单向或双向约束。 单向约束的符号指明了在这点上可以自

8、由运动的方向。 限位架/单向约束可以使用间隙。 间隙是一段长度，因此总是正值。间隙的方向沿着约束作用线并通过约束符号来定义。 任何限位架模型都可以使用关联节点（CNode）。 限位架可以使用约束类型LIM来定义（也可使用单向约束及其叠加来定义）。第19页/共39页第18页/共39页2021-10-22限位限位第20页/共39页第19页/共39页2021-10-22限位限位第21页/共39页第20页/共39页2021-10-22窗口（穿墙管道） 用两个有间隙的与管子轴线正交的双向约束来模拟等间隙窗口。 用四个有间隙的垂直于管子轴线的单向约束了模拟不等间隙窗口。 间隙总是正值。第22页/共39页第

9、21页/共39页2021-10-22窗口（穿墙管道）第23页/共39页第22页/共39页2021-10-22约束沉降 模型采用一个有初始位移的单向约束来模拟沉降。初始位移仅存在Y方向上的分量。 这个沉降在工况编辑器中以位移载荷D表示。 沉降位移需要与关联节点联合使用。第24页/共39页第23页/共39页2021-10-22约束的沉降约束的沉降第25页/共39页第24页/共39页2021-10-22斜双向约束 方向矢量或方向余弦可用来定义约束作用方向。 方向余弦可在约束类型右边添加括号进行设置。 一定注意所输入的方向参数只是对约束方向有作用，而与管道方向无关。第26页/共39页第25页/共39页

10、2021-10-22斜双向约束第27页/共39页第26页/共39页2021-10-22弯头处的约束弯头处的约束 线性和/或非线性约束可以作用在弯头曲线上的任意位置。弯头曲线上的点与管系上的其它任何点一样。 用户可以在弯头曲线的任一角度处定义节点，但最多能定义3个节点，并且各个点之间的角度差应大于5。约束可定义在这些节点的任何一个上 。第28页/共39页第27页/共39页2021-10-22弯头处的约束弯头处的约束第29页/共39页第28页/共39页2021-10-22双线性约束 根据约束类型输入框可知双线性约束有2个刚度数据。 当输入一个双线性弹簧时，约束区域将发生如下变化：Stif变为K1，

11、即初始刚度；Gap变为K2，即屈服刚度；Mu变为Fy，即屈服载荷。 双线性约束经常用来模拟可以计算出土壤极限承载能力的土壤支撑。 用户必须输入屈服刚度（K2）和屈服载荷（Fy）。初始刚度（K1）可以不输，程序将假设一个刚性初始刚度。必要时屈服刚度可取负值。某些海底管线阻力试验表明：在达到极限载荷时，位移继续增大，承载能力下降。第30页/共39页第29页/共39页2021-10-22双线性约束双线性约束第31页/共39页第30页/共39页2021-10-22双线性约束双线性约束第32页/共39页第31页/共39页2021-10-22各种复杂的约束形式各种复杂的约束形式第33页/共39页第32页/共39页2021-10-22水平弹簧的使用水平弹簧的使用第34页/共39页第33页/共39页2021-10-22减震弹簧的使用减震弹簧的使用第35页/共39页第34页/共39页2021-10-22减震弹簧的使用减震弹簧的使用第36页/共39页第35页