应力分析接口SAI.docx

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应力分析接口SAI

UPD

UESOFTPlantDesignSystem

工厂三维布置设计管理系统

应力分析接口SAI

培训手册

应力分析接口SAI

AutoPDMS的应力分析接口SAI模块能够方便地设置管道支吊架、荷载与运行信息，并把用户指定的相连的管道分支导出到管道应力分析程序AutoPSA能接受的.psa格式文件或CAESARII的.cii格式文件，启动AutoPSA进行计算。

这个接口为用户提供一个简单易用的应力分析操作界面。

本章主要内容：

1．创建荷载信息

2．插入运行信息

3．修改应力分析节点

4．设置应力分析文件参数

5．应力分析文件及其计算

1创建荷载信息

应力计算之前，我们已经绘制好了基本的管道模型，但是用户可能还要设置各种荷载信息，比如管道埋地、承受风荷载或者受到均布力的影响。

应力分析接口提供了简洁的界面来设置这些参数。

如果没有荷载信息设置，这部分工作可以省略，具体的步骤如下：

1.1创建荷载信息

命令：

NEWSINF

菜单：

“创建”—〉“创建荷载信息”，见下图。

功能：

创建荷载信息节点，下面可包含各种荷载信息子节点，属于管理节点。

创建此节点时，导航栏需指向WORL节点或WORL的下一级子节点。

1.2创建均布力

命令：

NEWAFORCE

菜单：

“创建”—〉“创建均布力”，见下图。

功能：

用户可以使用此命令同时创建三个均布力，XYZ表示均布力的方向，U1、U2、U3表示三个均布力，这些均布力作用在当前的整个单元上。

创建此节点时，导航栏需指向SINF节点或SINF下一级子节点。

1.3创建风荷载NEWWIND

命令：

NEWWIND

菜单：

“创建”—〉“创建风荷载”，见下图。

功能：

导航栏选择SINF层或SINF的下一级子层,创建风荷载，设置风荷载参数，见下图：

风荷载方向系数：

用矢量方向定义风向；

风荷载体形系数：

指风作用在建筑物表面所引起的实际压力（或吸力）与来流风的速度压比值；

基本风压：

根据各个城市各有差异。

1.4创建埋地NEWSOIL

命令：

NEWSOIL

菜单：

“创建”—〉“创建埋地”，见下图。

功能：

导航栏选择SINF层或SINF下一级子层,创建埋地，设置埋地参数，见下图：

管道顶部埋深：

土壤表面到管道顶部的深度。

摩擦系数：

管道与土壤之间的摩擦系数。

一般的取值为：

泥沙取0.4；沙地取0.5；砂砾取0.6；粘土取0.6或无排水剪切强度/600。

土壤密度：

回填土的重量密度。

摩擦角：

管道横向位移时的土壤摩擦角（沙土取27°～45°，淤泥取26°～35°，粘土取0）。

无排水剪切强度：

摩擦系数或无排水剪切强度可以留下空白。

通常，粘土的摩擦系数不输,AutoPSA将自动估算为无排水剪切强度/600psf。

过载压实乘子:

缺省值为8。

屈服位移系数：

屈服位移系数默认为0.015。

2插入运行信息NEWPHS

命令：

NEWPHS

菜单：

“插入”—〉“运行信息”，见下图。

功能：

导航栏选中要插入支吊架的分析（branch）或管件然后插入运行信息，设置适当的参考点、适当的运行信息类型，在适当位置插入。

如下图：

该设置管道运行信息窗口说明：

1．参考元件：

选择参考元件有两种方法，一种是单击导航栏中的分支或管件，另外就是直接点击图形空间里面的管件，在管道中选择你要作为参考物的对象，再在上面的窗口内设置参考距离。

参考位置为端点一般指参考对象的端面，而原点多指选择对象的中心。

相关参考点在图形空间中用坐标系标识出来，用户很容易辨识。

2．运行信息类型：

在下拉框中提供三种运行信息类型，分别是刚性支吊架、弹簧支吊架、运行信息。

每种运行信息类型都对应着不同的具体类型、约束信息或参数。

3.创建与修改：

选择创建，在管道上创建新的的运行信息（支吊架或位移），点击修改，即可将节点的数据读入到界面上来，当前距离也能够读进来。

如果觉得位置不对，在参考距离中重新输入距离然后就可以方便的修改。

4.旋转角度：

对于Z轴插入的支吊架若方向不对，可通过旋转命令旋转（此旋转是绕管道的方向旋转），此功能也可以通过菜单上方向—>旋转命令来实现。

2.1刚性支吊架（如上图）

支吊架类型----系统所提供的可以插入的支吊架类型：

单杆刚性吊架、双杆刚性吊架、滚珠滑动支架、导向滑动支架、导向滚珠支架、限定位移支架。

用户可以根据自己的需求来选择支吊架类型，然后进行约束类型和约束信息的定制。

约束类型——从类型的下拉菜单中可选择以下的约束类型并激活。

1.ANC

定义的约束作用在节点的“所有”自由度

2.X，Y，Z，±X，±Y，±Z

平动约束之前可以加（+）或（-）。

如果输入符号，它将定义沿着定义的自由度允许自由平动的方向。

（例如，+Y约束意味着沿着-Y方向不能动，在+Y方向可自由移动。

）

3.RX，RY，RZ，±RX，±RY，±RZ

转动约束之前可加（+）或（-）。

如果输入符号，它将定义沿着定义的自由度允许自由移动的方向。

4.GUIDE

横向约束可以是倾斜的

5.LIM，±LIM

限位架是轴向约束，并可以在前面加（+）号或（-）号。

如果输入符号，它则定义沿着单元长度轴允许自由移动的方向。

6.X2，Y2，Z2，±X2，±Y2，±Z2

双线性平动支撑是有两个不同刚度的约束。

刚度与作用在支撑中的载荷有关。

双线性平动支撑可以在前面加（+）号或（-）号

7.RX2，RY2，RZ2，±RX2，±RY2，±RZ2

双线性转动支撑是有两个不同刚度的约束。

刚度与作用在支撑中的载荷有关。

双线性转动支撑可以在前面加（+）号或（-）号

连接点号——可选择的连接节点。

有连接节点的约束可用来把管系中的一个节点与管系中的其它节点连在一起。

如不填，通过约束刚度把约束节点与空间中的一个固定点连在一起。

如果定义了连接节点，然后约束节点通过约束刚度，与连接节点连在一起。

一般不用填写。

间隙——沿着约束作用线，约束节点在抵抗运动开始前可以自由运动的距离。

如果平动约束前没有符号，则约束是双向作用，沿着作用线正位移和负位移都应存在（例如，在+Y约束时定义了0.25in.的间隙，则在约束发生前约束节点可以在-Y方向自由移动0.25in.。

在这个例题中，间隙的定义并不影响沿着+Y方向自由位移的总量。

）

摩擦系数——静摩擦系数，一般为0.3。

沿着与约束作用线相垂直的方向将不能滑动。

方向矢量——支吊架所约束的方向，用户可以自定义X、Y、Z

2.2弹簧支吊架

在管道运行信息窗口的下拉框中选择弹簧支吊架，出现如下窗口。

弹簧种类：

允许各弹簧支吊点分别选用不同厂家弹簧。

而且这种选择比CAEARII更简单明了。

热态吊零：

是指弹簧工作荷载等于支吊点分配荷载。

冷态吊零：

是指弹簧安装荷载等于支吊点分配荷载。

弹簧选择方法：

1.按上下限选择（默认,这也是CAESARII默认的选择方式）；

2.按最接近中线法选择，是指弹簧工作载荷最接近弹簧整个工作范围的中线；

3. 按工作荷载经济范围选择，是指支吊点热位移1/2处最接近弹簧整个工作范围的中线。

弹簧根据各弹簧约束点的热位移和并给出弹簧规格型号。

4.给定工作荷载：

对于弹性约束，可直接给定该处荷载为一个固定的值。

这可以用来减小某些管口承受的荷载。

2.3运行信息

在管道运行信息窗口的下拉框中选择运行信息，可以得到如下表，在下表中用户可能定义位移、力/力矩、冷紧。

位移:

输入要定义位移的点号，但这个节点不能有约束。

如果不填，软件将在导出应力分析文件时自动编号。

位移中最多可输入9个位移矢量（载荷分量D1到D9），9个矢量含义相同。

如果在D1的DX~RZ全填入0，那么该点即为固定点，全空为自由端。

附加力和力矩

输入力和/或力矩作用的点号。

默认时程序自动分配。

输入力和/或力矩的大小。

每一个节点最多可定义9组不同的矢量。

（载荷分量F1到F9）。

冷紧

软件提供两种定义冷紧的方式：

一种是直接输入冷紧下料值，负数为缩短；

一种是输入三个冷紧矢量值，将冷紧下料值分解到三个不同的方向；

两种方法的效果是相同的。

3修改应力分析节点

3.1修改MODIFYSTRESS

命令：

MODIFYSTRESS

菜单：

“修改”—〉“应力分析节点”，如下图。

功能：

在导航栏中选中想要修改的后，该子菜单与创建菜单对应，用来修改创建菜单中创建的项的名称和参数。

3.2删除DELETESTRESS

命令：

DELETE

菜单：

“删除”—>“当前节点”，见下图。

功能：

删除导航栏中指定的层，主要是删除创建菜单中创建的应力分析相关内容，也可以删除其它节点，功能同其它模块。

4设置管道工况SETWORKDATA

命令：

SETWORKDATA

菜单：

“设置”—“管道工况”

功能：

鼠标点击要导出的管道，通过以下界面可以设置分支级别的温度压力。

如果之前在配管模块没有进行设置的客户，可以在这里进行设置。

5接口

5.1设置导出文件参数SETSTRESSINFO

命令：

SETSTRESSINFO

菜单：

“接口”—〉“设置导出文件参数”,见下图。

功能：

导航栏选择pipe层，然后可以设置应力计算文件的文件名、生成路径以及其它相关信息。

见下图。

其中公共信息包括坏境温度、支吊架刚度方次、偶然荷载系数等等。

In文件信息表还要设置弹簧、应力、荷重计算参数等，如下图。

这些参数一般都是导出文件前进行设置。

5.2导出应力计算文件EXPORTSTRESS

命令：

EXPORTSTRESS

菜单：

“接口”—>“导出应力计算文件”，如下图。

功能：

弹出导出文件类型设置窗口，可以导出PSA、CII、IN文件三种文件格式，其中.psa文件可以由AutoPSA计算，CII文件由CAESARII软件直接计算。

设置导出参数：

与前面设置导出参数一样。

搜索管道：

选择图形中管道上的管件，管道将改变颜色，搜索出所有与你所选管道相连的分支和管道。

之后点击导出，管道信息便自动导出到应力分析文件中。

重新编号：

勾上此项，管道每导出一次，节点编号将会重新编写一次，否则，管件中已经有点号的将维持第一次导出时的编号不变。

5.3应力计算STRESSCAL

命令：

STRESSCAL

菜单：

“接口”—>“应力计算”

功能：

自动打开应力计算软件AutoPSA,并将应力分析文件导入了软件中，用户直接在AutoPSA中计算即可。

5.4力计算结果

命令：

STRESSRESULT

菜单：

“接口”—>“查看应力计算结果”

功能：

在AutoPSA中计算后，可以点击它查看应力计算结果。

一般情况下，用户至少需要查看OPE工况的支座反力和节点位移，SUS与EXP工况的单元应力，以及弹簧表。

选择荷载工况选项区中的工况，再选择相应的结果数据选项区，点击查看即可。

更具体的内容，可以参见AutoPSA的用户指南。

6图形

6.1显示连接分支SHOWCONNBRANCH

命令：

SHOWCONNBRANCH

菜单：

“图形”—>“显示连接分支”

功能：

管道模型中可能有许多分支相连，为了应力分析的方便，点此可查看与当前分支相连的分支

隐藏连接分支功能与显示连接分支相反。

6.2显示点号SHOWNUMBER

命令：

SHOWNUMBER

菜单：

“图形”—>“显示点号”

功能：

在导出应力分析文件之后，此功能可用来显示当前分支节点编号，此编号与应力分析结果中的编号一一对应，便于用户查找错误与修正。

隐藏点号与显示点号功能相反。

6.3显示连接点号SHOWCONNNUMBER

命令：

SHOWCONNNUMBER

菜单：

“图形”—>“显示连接点号”

功能：

显示与当前分支相连的其它分支或管道的节点编号。

隐藏连接点号功能与此相反。

6.4查找节点FINDNODENUMBER

命令：

FINDNODENUMBER

菜单：

“查询”—>“查找节点”

功能：

导出应力分析文件后，显示节点。

在节点显示以后，才能使用此

功能，主要是方便用户修改管道布置，在众多节点中找到应力分析不通过的节点，该节点在图形空间中会高亮显示。

7其它说明

应力分析接口模块中的其它菜单功能与配管模块一致，对于定位功能，支吊架也同样适用，用法与管件一致，这里就不再一一介绍。