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CAESAR II CAESAR II 管道应力分析理论 管道应力分析理论 AECSOFT 北京艾思弗计算机软件技术有限责任公司 2010 前言  我们为什么要进行管道应力分析?  我们需要做什么？  我们如何模拟一个管道系统？  我们如何来分析计算的结果？ AECsoft 2016-7-5 我们为什么要进行管道应力分析?  复杂管线中可能存在压力、重量、温度、风、海浪、土壤约 束以及地震、动设备的振动、阀门关闭、开启导致的水锤气 锤等外力载荷作用。载荷是管道产生应力问题的原因。  管道应力分析的任务，实际上是在满足标准规范的前提下对 管道进行包括应力计算在内的力学分析，从而保证管道自身 和与其相连的机器、设备以及土建结构的安全。 AECsoft 2016-7-5 什么情况下需要对管道进行力学分析？  1.管径大于75mm的管道  2.与转动、往复设备连接的管道（泵、压缩机等）  3.与空冷器、汽轮机、换热器相连的管道  4.温度高于300°C的所有尺寸管线  5.管径大于150mm，设计温度高于175°C的焊接管线  6.高压管道（高于14MPa），10MPa以上压力的管线也会出现问题，多与支架的设置有关  7.大直径薄壁管（450mm以上），或直径与壁厚比超过90的管线  8.使用特殊补偿的管线（使用膨胀节）  9.埋地管线  10.夹套管线  11.位于关键区域的管线  12.超压保护管线（安全阀）  13.压力骤增管线（水锤、气锤）  14.等等… AECsoft 2016-7-5 管道应力分析的分类  一般来讲，管道应力分析可以分为静力分析和动力 分析两部分。 AECsoft 2016-7-5 静态分析  静力分析是指在静力载荷的作用下对管道进行力学分析  压力、重力等荷载作用下的管道一次应力计算—— 防止塑性 变形破坏；  热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的管道二次应 力计算防止疲劳破坏；  管道对机器、设备作用力的计算—— 防止作用力过大，保证 机器、设备正常运行；  管道支吊架的受力计算——未支吊架设计提供依据；  管道上法兰的受力计算—— 防止法兰泄漏；  管系位移计算—— 防止管道碰撞和支吊点位移过大。 AECsoft 2016-7-5 动态分析  动力分析则主要指往复压缩机和往复泵管道的振动分析、管道 的地震分析、水锤和冲击荷载作用下管道的振动分析。  往复压缩机（泵）管道气（液）柱固有频率分析防止气 （液）柱共振；  往复压缩机（泵）管道压力脉动分析控制压力脉动值；  管道固有频率分析防止管道系统共振；  管道强迫振动响应分析控制管道振动及应力；  冲击荷载作用下管道应力分析防止管道振动和应力过大；  管道地震分析防止管道地震力过大。 AECsoft