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CAESAR II 用户指南

Language
中文 (大陆)
Product
CAESAR II
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帮助
CAESAR II Version
13

应力增大系数

CAESAR II 按适用的管道规范的规定自动计算弯头和定义了类型的三通的应力增大系数(SIF)。通过使用经典管道输入对话框中的 SIF & 三通,可以为管道系统中的任何点键入自定义的 SIF 值。在第一个可用的节点框中输入应力增大的节点编号。在平面内 SIF(ii)平面外 SIF(io)框中键入平面内和平面外的 SIF 值。在轴向 SIF(ia)扭转 SIF(it)框中指定单元上的轴向和扭转 SIF 值。

除非配置文件中的允许自定义弯头应力增大系数(Allow User's SIF at Bend)设为是(True),否则不能指定弯头单元的应力增大系数。详情参见允许自定义弯头应力增大系数(SIF)章节。软件一直应用的是规范规定的应力增大系数。

CAESAR II 不允许用户自定义的应力增大系数小于 1.0。

应力增大的节点必须是当前单元的终止节点或起始节点。

应力仅在进入指定节点的单元端部增大。举例来说,如果两根管道进入节点 10,一根从 5 到 10,另一根从 10 到 15,在 5~10 单元上定义的节点 10 的应力增大系数为 2.0,则 5~10 单元的 10 点应力增大系数为 2.0,10~15 单元的 10 点的应力增大系数为 1.0。

可以用自定义的应力增大系数覆盖分支点的规范计算值。例如,40 节点定义为无补强预制三通的分支点。进入分支点的主管是由 35 到 40 节点以及 40 到 45 节点的单元组成。进入分支点的支管是由 175 到 40 节点的单元构成。主管的应力增大系数规范计算值如下:

SIF (ii) = 4.50

SIF (io) = 3.75

支管的应力增大系数规范计算值如下:

SIF (ii) = 6.70

SIF (io) = 5.58

另外,假设分支点的有限元分析结果显示主管应力增大系数分别为 2.3 和 1.87,支管应力增大系数等于规范推荐值,即 6.70 和 5.58。为了正确地覆盖规范计算的主管应力增大系数,必须修改两个管道单元:

35~40

节点 40

类型:

SIF (ii): 2.3

SIF (io): 1.87

40~15

节点 40

类型:

SIF (ii): 2.3

SIF (io): 1.87

支管应力增大系数可以按规范计算,所以部分支管数据如下:

175~40

节点 40

类型:2 —— 未补强

SIF (ii):

SIF (io):

如果进入 40 节点的主管单元某个 SIF 框保留为空,则该位置的系数使用规范计算值。这仅适用于规范计算值与用户自定义值共存的情形。

如果从节点 110 到节点 115 的单元需要两端的应力增大系数为 2.0,则部分单元数据可能如下:

110~115

节点 110

类型:

SIF (ii): 2.0

SIF (io):

节点:115

类型:

SIF (ii): 2.0

SIF (io):

平面外应力增大系数保留为空表示等于平面内应力增大系数。没有规范计算值来覆盖用户自定义值。

如不指定扭转应力增大系数 (it)轴向应力增大系数 (ia)压力应力增大系数 (ip),CAESAR II 将这些值计算为 1。

除非配置文件中的允许自定义弯头应力增大系数(Allow User's SIF at Bend)选项设为是(True),否则不允许覆盖弯头单元的应力增大系数的规范计算值。另外,弯头应力增大系数将取代同一节点的应力增大系数的任何规范计算值。该特性允许用户把规范计算的应力增大系数值应用于弯头耳轴,而不干扰正常的弯头应力增大系数。位于弯头曲线上耳轴的节点,在分支点应力增大系数暂存器中定义为分支点。可以计算分支点应力增大系数,并应用于与弯头连接的耳轴。弯头应力增大系数并没有改变。

可以计算有一根、两根或三根管道接入的分支点的应力增大系数。对于由两根管道组成的部分分支,CAESAR II 认为较大的管道为主管,较小的为支管。

对于由一根管道组成的部分分支,CAESAR II 假定该分支点为全尺寸的。

CAESAR II 不计算有三根以上管道接入的分支点(例如,四通及非 90 度分支,比如斜三通)的应力增大系数。

持续应力指数

ASME B31.3 规范的更新版也在持续应力方程中引入了应力指数。

如不指定平面内指数(Ii),则 CAESAR II 采用 0.75 倍的平面内 SIF(ii) 或 1.0 中的较大值。

如不指定平面外指数(Io),则 CAESAR II 采用 0.75 倍的平面 SIF(io) 或 1 中的较大值。

如不指定扭转应力指数(It)轴向应力指数(Ia)压力指数(Ip),则 CAESAR II 将这些值都设为 1。

压力 SIF(ip)压力指数(Ip)未被任何管道规范和标准用于应力计算。