用梁单元模型进行管道应力分析的几个注意问题——浅谈CAESARⅡ软件中梁单元模型的缺陷和不足.pdfVIP

第47卷第3期 化 工 设 备 与 管 道 Vo1．47 No．3 2010年6月 PROCESSEQUIPMENT＆PIPING Jun．2010 · 管 道 与 管 件 · 用梁单元模型进行管道应力分析的几个注意问题 — — 浅谈 CAESAR ll软件 中梁单元模型的缺陷和不足 魏巍 ， 方立 (中国石化集团上海工程有限公司，上海 200120) 摘 要：通过对CAESARH软件所建立的梁单元模型进行分析，指出了CAESARH软件中梁单元模型的缺陷和不 足，以及 由此在建立计算模型时应注意的问题。 关键词：CAESAR 11； 管道应力分析； 梁单元 中图分类号：TQ050．2 文献标识码：A 文章编号：1009—3281(2010)03-0036-03 SeveralProblemsinPipingStressAnalysisby UsingBeam ElementM odel W EIW ei， FANG Li (S1NOPECShanghaiEngineeringCo．，Ltd，Shanghai 200120，China) Abstract： Withtheanalysisofthebeam elementmodelusedinthesoftwareCAESAR H，inthisarticle，theproblemsinusingthis kindofelementandthenoticeswhenapplyingthesoftwaretocarriedoutpipingstressanalysiswerepointedout． Keywords： CAECAR Ⅱ： pipingstressanalysis； beamelement CAESAR Ⅱ是由美国COADE工程软件公司研 1 静态建模的缺陷 制的可在Pc机上运行的管道应力分析软件，基于 有限元法的专业 CFD求解器 PolyflOW，通过使用简 首先来探讨一下在特定点数据的输出需要节点 单梁单元建立管系模型，并定义作用在系统中的荷 的问题。 载，生成系统 中用位移、荷载和应力表示 的结果 J。 当分析者匆忙地建立一个简单的管单元模型的 CAESAR Ⅱ软件以其功能强大、操作简单的优点受 时候，从一个节点到另一个节点 (从一个连接件到 到众多用户的喜爱，目前在化工、石油、焦化等行业 另一个连接件或从一个支撑到另一个支撑)时，通 得到了广泛的应用 。 常没有考虑是否需要额外的数据节点，而只是简单 虽然 CAESAR Ⅱ软件对管系进行 的应力分析 地在头尾设立两个节点号，这可能会导致错误的模 通常都可以得到比较准确的结果 ，但 由于它是基于 型，得到错误的结果，如图 1所示 。 简单梁单元建立的管系模型，因而它也有 自己的局 限性。人们常常把 CAESARII模型比为杆单元模 型，因为CAESARI1建立的梁单元实质上是个单维 实体，它不知道哪里是它的外径，在计算上仅仅知道 外径对结构的力和强度的影响，同样地在 、Y、Z三 维中它也仅仅知道哪里是它的中心线。 由此分析者无法得知 CAESAR 11计算出的是 图1 管单元模型 管道什么部位的应力，是管道上部的应力还是下部 如果这个跨距不是基于预先计算好的跨距表 的应力。因此，用 CAESARlI软件计算出的应力是 收稿 日期：2009—12-08 只沿着中心线的。本文就讨论一下，由于 C