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
< 标准数据格式
分数
<* 乘
<- 英尺—英寸
<-/ 英尺—分数英寸
<-/www.ww 英尺—英寸—英寸分数
xEyy 幂
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。
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(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。
INSULATION THK(保温厚度)
用于输入管线的保温层厚度。保温用于管线的外表面,属于管线的固定荷载。在项目(project)管线区用于风荷载的计算。若保温厚度输入负值,程序即认为该管线为带衬里的管线。输入的厚度为管内衬里的厚度。
CRROSION(许用腐蚀裕量)
用于B31.3持续荷载的计算。B31.1忽略管线腐蚀,这时腐蚀裕量的值就不起作用。通过修改“Setup file”中的值可以使B31.3和B31.1都考虑管线的腐蚀。
Minimum Pipe Wall Thickness(最小管壁厚)
最小管壁厚是基于最大操作压力确定的。它通常通过计算环向应力来检查。由于最小壁厚在柔性分析之前确定,CAESAR II将会把用户确定的壁厚与B31.1标准的104.1节要求的壁厚比较。罢免
在CAESAR II中,最小壁厚按下列公式计算:
●B31.1的104.1.2节应用公式3:
PD0
t min= + A
2(SE+py)
●通过A项用户把腐蚀裕量加到t min中。
●“y”值从表104.1.2(A)查得。
●对于铸铁管道,CAESAR II假定为离心铸铁,并在计算得到的t min上增加0.14英寸( 3.6mm)。
●SE的值假定为用户输入的热态许用应力值(假定“E”等于1.0)。如果有几个值(指多种操
作工况),则取最小值。用户不应确定“Eff”的值,因为该值将在决定安装态和热态许用应力时,平均分成几个热态的许用应力。
●若有几种压力状态,将使用最大的压力值。
●该计算不适用于塑料管线、煤气螺旋管(cold spring element),或用户定义的材质。
Pipe Properties Stored in CAESAR II(CAESARII中管子的特性)
在管道输入表的DIAMETER和WT/SCH栏允许输入公称OD(外径)和管表号,并立即转换成实际的外径和壁厚。
CAESARII认可的ANSI公称OD包括:
(略P.3-6)
程序认可的管表号包括:
毛毯英文ANSI B36.10“钢管标准壁厚设计”:
S -Standard(标准)
XS -Extra Strong(加强)
XXS -Double Extra Strong(特加强)
ANSI B36.10 “钢管表号”:
10 40 100 160
20 60 120
30 80 140
CAESARII中已包含ANSI B36.19中的不锈钢管,从管道输入表中的WT/SCH项输入5S,10S,40S 或80S就可以迅速转化为相应管子的实际厚度,如下所市(略)
如数据库中无特殊的公称直径与管号的匹配数据. 此时,输入公称直径与管号时,就会有错误信息提示.
CAESARII除提供ANSI标准的管道规格外,还有DIN和JIS标准的管子规格供选择.
Temperature(温度)
最多允许输入三种不同操作状态下的温度。这些温度值将被错误检查(error checker),以保证它们都在该节点的许用范围内。用户可以在温度栏输入热膨胀系数(单位:长度/长度)后可以超过规范所限。在建立冷紧模型时,热膨胀系数将会非常有用。
当温度栏输入的绝对值小于α允许值时,我们认为这是热膨胀系数。α允许值是“tup file”中的参数,缺省值是0.05。例如用户想输入的热膨胀系数为11.37in./100ft.,他应先计算:
11.37in (1)ft.
早点回家* = 0.009475 in./in.
(100)ft (12)in.
Pressures(压力)
有两个压力栏,允许输入两种不同的压力工况。用户输入两种压力时,应特别注意分析荷载工况的设立,并在输入前仔细检查CAESAR II 的推荐值。
Densities(密度)
1.材质号输入后管线密度自动生成。该值可以随时修改。修改后作为缺省值进入其
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2.保温材料的密度应与保温材料类型相对应。按HELP后,将会出现相应单位下的
CAESAR II选用缺省值0.006655 lbs/in2。参见“Ur’s Guide”第12章的单位文件生成器MAKEUNITS。
3.当管线内的流体重量对管系的重力荷载影响很大时,就必须输入该项。若知道流
.85SG。比重马上转换成相应的密度。注意,输入的比重数字和“SG”之间不能留有空格。
.Joint Information(接头信息)
Bend(弯头)
RADIUS(弯曲半径)
CAESAR II 默认长半径弯头。用户需要其它形式时,可以自己输入。
TYPE(类型)
输入弯头两端点上的法兰数(1或2)。若没有法兰,该栏为空或零。若弯头两端两倍外径范围内,有很重的元件或刚性体,并对弯头的弯曲能力影响很大时,也可以认为是“法兰”。当采用美国BS7159规范中所规定的玻璃纤维加强塑料(FRP)管时,根据加强材料的层结构型式可输入1,2,3.
ANGLE # n
弯头上某一点的弯曲角度。用户可以在弯头上的任意位置设定节点。但各节点的角度差一定要在5度以上。注意,缺省的单元上“TO node”点通常指弯头的末端。(有必要时,可以通过“tup file”修改5度的限制。)
NODE # n
节点号与弯头上附加节点相对应。如果用户在弯曲弧度上增加节点,那么就必须赋予唯一的节点号。如果TO节点号是35,而节点号以5递增,那么弯头上30度处的节点号可以选34。在管系中,弯头上的节点和其它节点的处理方式是相同的。弯头弧度上的节点也可以受约束,可以给位移,或者放在两根以上管线的交叉点处。弯头弧度上的节点最常用的是作为假管支腿的交叉点,或者作为约束的作用点。绘图时,上述所有节点都会以弯头切点的形式表示出来。
MITER POINTS
虾米弯的分段数。用户输入一个适当的虾米弯的节点号,CAESAR II就会告知用户这是长虾米弯还是短虾米弯。如果是长虾米弯,并且切割数大于1,那么建议弯头分成n段。在B31规范中规定用户输入弯头的弯曲半径和切割数以计算管道的SIFs和柔性。弯曲半径和分段空间按下列公式计算:
短虾米弯
R=S/(2*tan( ))
=虾米弯曲角/(2*No Cuts)
长虾米弯
R=r2*(1.0+cot( ))/2.0
R2=(ri+ro)/2.0
=虾米弯曲角/2.0小学生守则内容
FITTING THICKNESS(弯头壁厚)
若弯头和相接的管线壁厚不同时,输入弯头壁厚。如果输入的壁厚比管线厚,那么弯头内径就小于管线内径。根据规范,应力计算时,弯头的截面模量系数按连接管线的性质确定。
Rigid Element(刚性元件)
在管道输入表中激活Rigid栏。
输入刚性件重量。通常情况下,该值为零或正值。该值不包括保温重和流体重。
CAESAR II自动加上相同直管长度内流体的重量(1.0倍)。
CAESAR II自动加上相同直管长度所需保温重的1.75倍。
若刚性件重量为零,则认为属结构模型,不加流体重和保温重。
刚性元件的刚度与所匹配管线的刚度成比例。如,外径12in.,长13in.的刚性元件的刚度大于同样长度下的细管线。做细管线接粗容器模型或细管线接重设备模型时,可以运用该特性。刚度特性按相当于刚性元件壁厚的10倍外径12in.,长13in.的刚性元件计算。详细内容见本手册的第五章。
刚性件的长度在DX,DY,DZ栏填写。
阀门和法兰建好数据库后,可以按其类型自动输入。
Expansion Joints(膨胀节)春满成语
在管道输入表中,激活EXP JT栏。
按HELP键查看膨胀节刚度的位移和转角的单位。
潘生丁的别名ZERO LENGTH EXPANSION JOINTS(零长度膨胀节)
用标准的铰链与万向接头时。DX,DY,DZ栏为空或零。定义最小刚度为1.0,定义最大刚性值刚度为1.0E12。必须输入所有的刚度。
FINITE LENGTH EXPASION JOINT(限长度膨胀节)
在DX,DY,DZ栏输入膨胀节一个端点相对于另一个端点的空间位移。限位膨胀节的剪切刚度和弯曲刚度是相互影响的。用户只能输入其中之一。软件自动计算另一个刚度。建议用户输入剪切刚度。
BELLOWS ID(波纹管有效直径)
内压作用的有效直径。(来自制造商的产品目录)。若输入,CAESAR II计算因内压的轴向应力对波纹管的拉伸作用的所有工况。若为空或零,就不计内压引起的轴向力作用。许多制造商都给出了膨胀节的有效面积:A eff.。那么,波纹管的有效直径可由下式导出:
BELLOW ID = (4 A eff. / )1/2
Expansion Joint Stiffness(膨胀节刚度)
膨胀节单元的长度可以为零或非零值。如果管道输入表中长度各栏均为空或零,那么膨胀节的长度就是零。否则膨胀节的长度不为零。若膨胀节是限长度的,那么CAESAR II 就要把膨胀节的刚度均匀地
分布到该单元的整个长度上。这将形成一个较为精确的刚度模型,而这通常是整个管系较为敏感的区域。
制造商给出的弯曲刚度通常由式(1/8)(K ax)(D eff)2计算。该弯曲刚度只用于零长度膨胀节模型。
若制造商按照上式给出弯曲刚度,而用户还需要用在限长度膨胀节模型中,那么公式中幂次的系数改为4。
制造商给出的切向(transver)刚度通常由式(3/2) (D eff)2 (K ax)/(L)2计算,这里(L)指波纹管的柔性长度。
注意,这里不输入柔性波纹管的重量,用户应该把这部分重量加到膨胀节两端的法兰上或管线上。
本手册的例题中有一个由不同类型膨胀节形成的多膨胀节模型。
内压为负值时,将会使波纹管内陷。