用CAESARⅡ软件进行管道应力计算的几个问题探讨

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1、维普资讯http://www.cqvip.com化工设备与管道第41卷用CAESARII软件进行管道应力计算的几个问题探讨方立(中国石化集团上海工程有限公司，上海200120)摘要CAESARⅡ管道应力分析软件作为国际较为流行的管道应力分析软件之一，具有输入数据简单，图形生成和计算结果直接明了，容易被初学者掌握。但是CAESARⅡ软件同时又是工程性很强的应用软件，在计算模型的建立时往往需要有一定的工程经验作为依据。笔者根据十几年应力分析的经验，对应力分析建模时的几个方面进行了总结。关键词CAESARⅡ管道应力分析计算模型由美国COA

2、DE公司提供的C’AESAR1I管道反作用力的计算则是300~C与15~C之间的差值。应力分析软件作为国际较为流行的管道应力分析软用CAESAR1I软件进行应力计算时，在Special件之一，正在被越来越多的工程公司和应力分析工ExecutionParameters一栏内要输人Ambienttern．作者所采用。perature'o管系各种工况的应力和反作用力是根据输1关于管道位移应力范围S值的确定人的各种工况温度与Ambienttemperature之间的目前国内的应力计算规范，不管是SHJ41—91差值计算而得。对于上例管系，如

3、果我们用ASME《石油化工企业管道柔性设计规范规定》，还是HG／B31．3规范来进行应力计算的话，就必须进行两次T20645—1998(化工装置管道机械设计规定》均没计算：在计算管道位移应力范围S时，Ambient有对管道位移应力范围S值有明确的说法，一般就temperature取·10~C，而在计算反作用力的数值认为是设计温度和环境温度之间的代数差，对于高时，Ambienttemperature取15c【=。也可以通过一次温管道，环境温度取20~C；而对于低温管道，环境温计算就得到上述结果，则需对CAESARⅡ默认的输度取39~C

4、。反作用力的计算也是一样的。但是在出结果进行修改。具体操作如下：ASMEB31．3规范中有明确的规定，按ASME(1)在SpecialExecutionParameters中的Am．B31．3规范第319．3．1条：bienttemperature一栏内输人15cc；(1)管道位移应力范围s的值在计算应力范(2)在输入菜单的Temp1栏内输入300~C，在围时用以确定总位移应变的热位移值，即在分析的Temp2栏内输人一1OoC；热循环内，最高金属温度下的数值和最低金属温度(3)对默认的输出结果进行修改，如下表1，2所示：下的数值之间

5、的代数差。与表1默认的输出结果相比较，表2增加的第6(2)反作用力的数值在计算支架和连接设备栏L+．L工况就是用于考虑计算3OOcc与一1Occ之上的反作用力中，用以确定总位移应变的热位移值，应间的管道位移应力范围S值时的工况。根据分析中的热循环的最高(或最低)温度下的数值和表1默认的输出结果LoadCasesStressTypeCOITIbMethod安装时预期温度下的数值之间的代数差来确定。l+11l+P1OPE例如一个管系，它的设计温度是300~C，而整个2+了12+P1OPE装置的年平均温度为15℃，年最低温度为一10cc，

6、那3+P．SS么，其管道位移应力范围s的计算应该是300~C与一4L1一L3EXPAlgebraic5L2一L)EXPAlgebraicIO~C之间的差值，而不是300~C与15~C之间的差值。维普资讯http://www.cqvip.com2004年第6期表2修改的输出结果从上述的结果来看，对于8in，Sch40的弯头，没LoadCasesStressTypeCombMethod有假管支腿时其应力增大因子为2．375，而有假管支1+了’1+P10PE腿时，其应力增大因子为8．949。远大于2．375。遗憾2+了’!+P10PE3+

7、P，SUS的是，CAESARI／软件中没有给出弯头上有假管支4L1一L3EXPAlgebraic腿时的柔性系数，所以我们无法对其进行比较。那5L2一L)EXPAlgebraic么，如何才能够较为正确地对弯头上的假管支腿进6L4+L5EXPAbs行建模呢?最真实的当然是用FE／PIPE或ANSYS2关于弯头上的假管支腿的应力计算建模等有限元软件对其进行局部的分析，求出其柔性系对于弯头上的假管支腿的应力计算建模，CAE—数和应力增大因子，然后将其代人CAESARI／软件SARⅡ应用指南的第3章第3．21，3．22节已经作进行管系的整体应

8、力分析，不过由于有限元分析时出了详细的阐述，包括近／远点方法，曲线方法和单建模较复杂，对分析者的力学知识要求较高，一般仅元偏移的方法等，这里就不再加以重复了。笔者想补用于大直径的管道应力分析。对于直径较小的管道，充说明的是：由于假管支