如在检查模型中所讨论的那样,泵出口管嘴(节点5)处的较大的X向力矩是由管腿A(从节点35到节点40)的热膨胀引起的,其需要抵抗管腿B和C的刚度。如果管腿A的热应变是固定的,则只有通过改变系统刚度来以此减少节点5的操作荷载。您可以通过增加一个膨胀弯或一个膨胀节来减小这种刚度。在本教程中,将添加一个膨胀弯。
膨胀弯的最佳位置是由管腿A的方向决定的,正是它产生了过大的热应变。用于形成膨胀弯而增加的管道布置在垂直于管段A的方向上。在本系统中,可以在X向或Y向来增加管道。增加的管道有效地增加了悬臂长度,它由管段A改变而成。通过增加悬臂的长度,减小刚度,降低荷载。
设置膨胀弯的尺寸需要考虑以下几个条件:
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可用的支撑位置
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支架之间的最大间距
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管道的成本
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可用空间
在本教程中,将在管腿A的X方向上添加一个8英尺×8英尺的膨胀弯及额外支撑。对于未分析的系统,8英寸充水管道的支架间建议最大跨距是19英尺(参见ASME B31.1 121.5或MSS SP-69)。8英尺膨胀弯使30-35的管段长度从12英尺增加到20英尺,这已经接近建议的跨距。
修改模型中的现有单元
在测试修改的管道布局时,应将现有模型另存为新文件,并保持原始模型不变。若提出的修改不能产生想要的结果,原始的模型仍然可以用于下一步的尝试。就不必从模型中再删除所做的修改了。
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返回主窗口功能区中,将 Tutor-B2 作为当前模型文件,单击主页 > 输入 > 管道输入 。
将显示经典管道输入对话框及图形视图。
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点击文件 > 另存为,给模型指定一个新名称Tutor-B3。
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重复单击下一个单元以前进模型并显示单元30-35。
您还可以单击单元30-35或使用查找节点直接跳转到该单元。
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在DX输入框中,键入-20-,将单元长度从12 ft.修改为20 ft. 按TAB键。
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点击约束复选框以在界面右侧显示约束选项卡。
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对于+ Y约束,将节点从35(弯头末端的节点)更改为33(弯头起始端的节点)。
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对于8英寸管道(保守准则),建议的最大间距为19英尺,将支撑间的挠度限制为0.1英寸。将约束放置在节点35处时,到节点28处弹簧架的距离是21ft.将该约束移动到节点33能够将这一跨距减小至20 ft.,更接近推荐的最大值。
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支架的最大跨距按ASME B31.1和MSS SP-69的规定,来确保该管线有一个较低的的持续应力。由于CAESAR II计算持续应力,计算结果表明支架间有一个比推荐最大值更大的跨距是安全的。
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点击打断。
您也可以右键单击该单元,然后选择单元>打断单元。
出现打断单元对话框。
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将30-35的单元打断,在中点10 ft.(10-)处增加节点32,然后点击确定。
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单击下一个单元两次以前进到单元35-40。
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点击打断,在距35节点8 ft.(8-)处增加节点135。
在节点135处添加一个新的弯头以开始创建膨胀弯
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双击弯头复选框以在界面右侧显示弯头选项卡。
软件创建一个长半径弯头(标称管直径的1-1/2倍),在弯头近点处(角度2:0.000)创建节点133,中点(角度1:M)处创建节点134。节点135移动到了弯头的远点。
弯头是水平管道的一部分,但在创建水平管道之前不会显示。
在弯头后面插入一个8ft.的单元。
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点击插入单元,选择之后,在单元35 - 135之后插入该新单元,然后点击确定。
起始节点变更为135。
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在终止节点框中,键入235。
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在DX框中,键入8- (表示8 ft.),然后按TAB键。
软件将创建膨胀弯的最后一个单元。管道的最后一个单元保留在其初始位置。
添加弯头,并调整最后一个单元的起始节点。
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双击弯头复选框,在节点235处增加弯头。
软件创建一个长半径弯头(标称管直径的1-1/2倍),在弯头近点处(角度2:0.000)创建节点233,中点(角度1:M)处创建节点234。节点235移动到了弯头的远点。
同样,弯头是水平管道的一部分,但在创建水平管道之前不会显示。
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单击下一个单元两次以前进到单元135 - 40.
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在起始节点框中,键入新节点的值235,然后按TAB键。
软件将新的膨胀弯附加到管道的最后一个单元上。
在新的单元135-235中添加一个支架。
当包括弯头时,ASME B31.1和MSS SP-69限制了支架之间的间距,比如对于该膨胀弯。8英寸碳钢水管的最大支撑间距为19英尺。管道的最大跨距为直管限值的3/4。该模型的限值大约是15 ft. 节点35和40之间的管道长度超过26英尺,因此需要一个新的支架。
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点击上一个单元,返回到单元135 - 235.
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点击模型 > 插入约束,或右键点击单元,然后选择约束 > 插入约束。
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通过在距135节点5 ft.(5-)处增加节点140来插入约束。在从节点获取支架处,使用与节点33相同的+Y支架,在节点140处创建具有相同属性的新支架。
软件将打断单元并插入新的约束。
调整节点28处弹簧架型号
在节点28处的弹簧通过软件选型后,泵管口处仍有较大的垂直荷载。Tutorial A 从1 - ANVIL弹簧表中选择的弹簧可承载更多的管道和阀门的自重。您可以调整弹簧选型方法,以便软件在计算弹簧承载时,泵管口能不承受荷载。
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点击上一个单元返回到单元25 - 30。点击弹簧,在右侧显示弹簧标签页。
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在释放节点约束框中键入5。
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在释放规则列表,选择1-Y。
当软件在计算节点28处预设弹簧所承载的自重荷载时,会断开节点5处的垂直Y向约束,允许弹簧承载全部垂直荷载。
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要保存模型,请单击保存 或文件 > 保存。
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最后一项检查,单击距离。选择单元节点之间,在输入看中键入5 (第一个单元)和 40 (最后一个单元),然后点击计算。在结果中,长度应为26' 8 3/8",与您在Tutorial A中测量的距离相同。
这样模型就重新设计完成了!