教程caesar艾思弗1005和接管柔性

1、1.SIF什么是應(yīng)力增大系數(shù)SIF(Stress Intersification factor)在用梁單元來模擬管道進(jìn)行管道應(yīng)力分析時(shí),考慮彎頭和三通的應(yīng)力集中效果,用來放大應(yīng)力的系數(shù). SIF 是管道應(yīng)力分析的根本.我們往往在三通/彎頭點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)用下面評(píng)判標(biāo)準(zhǔn):(Beam Stress-粱模型應(yīng)力)*(SIF)<(Allowable Stress二次應(yīng)力往往表達(dá)為: (M/Z)*(SIF)<6N-0.2(1.25(Sc+Sh)-Sl)應(yīng)力)SIF 通過實(shí)驗(yàn)獲得,并整理出計(jì)算公式.通過采用一個(gè) Mark 實(shí)驗(yàn)機(jī)來完成.在這個(gè) 4”彎頭或三通樣品上面反復(fù)加載荷,導(dǎo)致元件疲勞失效,水泄

2、漏出來應(yīng)力增大系數(shù)是名義環(huán)向焊縫失效應(yīng)力/試驗(yàn)元件失效的名義應(yīng)力的比值.他表示該元件處應(yīng)力集中,有應(yīng)力增大現(xiàn)象.2.如何正確計(jì)算應(yīng)力增大系數(shù)依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范上面的計(jì)算公式來計(jì)算 SIFtypically nozzle diameter(d), nozzle thickness (t), vessel diameter(D), vessel thickness (T), etc. A typical form for a SIF equation is:SIF = = (Co)(d/D)a (D/T)b (t/T)c一些斜開口三通,非居中開口三通,通過有限元分析方法計(jì)算獲得.采用殼單元:SIF =

3、(Membrane+Bending Stress Intensity from FEA)(FSRF) / (2)(M/Z)采用體單元:SIF = (um Nonsingularity Stress Intensity) / (2)(M/Z)Membrane + Bending Stress Intensity is Pl+Pb+Q in the ASME Code. M/Z is thenominal bending stress in the matching pipe at the point of failure. M is the appliedmoment in the finite

4、 element m.FESIF 不但自動(dòng)計(jì)算 SIF, 還可以同時(shí)依據(jù) B31 規(guī)范自動(dòng)計(jì)算規(guī)范 SIFt,并進(jìn)行比較.平面內(nèi)應(yīng)力增大系數(shù) SIF.3.如何在 CAESARII 中簡單方法客戶計(jì)算出來的 SIF.Insert in-plane and out-plane SIFs for the branch element as shown in the diagram below.在下圖輸入支管平面內(nèi)和平面外SIF.1. 定義三通形式,讓軟件自動(dòng)決定主管的SIFt. CAESAR II 自動(dòng)決定主管 SIFs.2. 采用三段管道相交模擬三通效果,切忌不要使用Rigid剛性元件模擬.注意:

5、在三通處選擇典型的三通形式.平面外應(yīng)力增大系數(shù) SIFt4.什么是管道柔性接口?在管道和設(shè)備接口處,或大型三通支管和主管連接處,往往會(huì)有管口柔性.考慮管口柔性與否, 在計(jì)算約束推力,管道柔性往往會(huì)產(chǎn)生具體的結(jié)果差異.尤其是大口徑管道的應(yīng)力分析上.如何考慮接管柔性,改進(jìn)管道應(yīng)力分析的準(zhǔn)確性.方法一:CAESARII 提供 WRC297、PD5500,API650 等規(guī)范計(jì)算方法.方法二:采用有限元 FEA 方法計(jì)算,d/D>0.5(超出 50%開口),各種封頭上管口,錐殼上開口柔性計(jì)算.FlexibilitiesThe following stiffnesses should be use

6、d in a piping, "beam-type" analysis of the intersection. The stiff-nesses should be inserted at the surfacebranch/header or nozzle/vessel junction.of theTeralcharacteristics used for thebranch mm.mm.pipeshould be:Outside Diameter =350.00015.000Wall Thickness=Axial TranslationalStiffness=33

7、0335.277681024.89218536.661856832.N /mm.Inplane Rotational Stiffness Outplane Rotational StiffnessTorsional Rotational Stiffnessmm.mm.mm.N NN/deg/deg/deg6.如何將柔性代入管道應(yīng)力分析軟件,結(jié)果的變化和改進(jìn)?將計(jì)算出來的接管柔性帶入 CASESARII 軟件,修正管道柔性,計(jì)算正確的管道柔性和約束推力大小.對(duì)于斜接三通,平面內(nèi)剛到往往同時(shí)應(yīng)用在平面內(nèi)外,采用平面內(nèi)和平面外最大SIFt.因?yàn)樾比ㄅまD(zhuǎn) SIFt 很大,導(dǎo)致疲勞破壞,采用上述方法,可以兼顧到這一點(diǎn).在大多的三通處,往往有四個(gè) SIFt 和剛度.B31.3 規(guī)范往往考慮平面內(nèi)和平面外(B31.1 僅考慮平面內(nèi)),而 WRC329 考慮到個(gè)四個(gè)方向的 SIF 的影響.l.2.3.4.A