1.     CSiPlant簡(jiǎn)介

CSiPlant是一個(gè)先進(jìn)的且易于使用的管道及結(jié)構(gòu)系統(tǒng)建模、分析和設(shè)計(jì)軟件。

CSiPlant具有直觀和智能的基于對(duì)象的圖形界面，能夠快速建立管道模型。其可定制的管道、組件和支吊架庫(kù)，集成全面的管道規(guī)范校核，自動(dòng)應(yīng)用應(yīng)力增大系數(shù)和柔性系數(shù)，以及導(dǎo)入詳細(xì)結(jié)構(gòu)分析模型等能力，意味著CSiPlant可以處理從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的所有類(lèi)型的管道系統(tǒng)的應(yīng)力分析。憑借最新的單元、求解器和非線性分析能力，CSiPlant為各行業(yè)的管道工程師提供了先進(jìn)的分析技術(shù)。

1.1 CSiPlant的優(yōu)勢(shì)

CSiPlant使您能夠快速、準(zhǔn)確地創(chuàng)建、分析和設(shè)計(jì)復(fù)雜管道和結(jié)構(gòu)模型。CSiPlant和CSI公司的其他分析產(chǎn)品一樣，采用SAPFire?求解器，允許用戶創(chuàng)建和進(jìn)行完整的非線性靜力和動(dòng)力分析。與其它管道分析軟件相比，除了具有其它管道分析軟件所具有的功能外，CSiPlant還提供了許多其他分析軟件所沒(méi)有的獨(dú)特功能。

?       人們普遍認(rèn)為，在靜力分析中，為了獲得準(zhǔn)確的結(jié)果，采用非線性邊界條件是必要的。然而，對(duì)于動(dòng)力分析，由于目前市場(chǎng)上的相關(guān)軟件不具備非線性分析的能力，因此工程師通常只能將這些非線性邊界條件線性化。CSiPlant支持所有非線性分析中的非線性邊界條件，包括靜力、動(dòng)力和模態(tài)分析，以獲得準(zhǔn)確和真實(shí)的結(jié)果。這使得工程師能夠模擬許多非線性效應(yīng)，例如放置在梁上的管道、帶有間隙的熱位移、土壤中埋地管道的分析等等。

?       CSiPlant的荷載順序（或荷載步）功能允許工程師在同一分析中分析多個(gè)荷載場(chǎng)景，例如系統(tǒng)啟動(dòng)與系統(tǒng)停車(chē)、已運(yùn)行的系統(tǒng)添加新管道等等。

?       管道和結(jié)構(gòu)元件的屈曲可能是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)問(wèn)題。CSiPlant能夠分析由于軸向壓縮荷載導(dǎo)致的管道系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)的屈曲，包括海底管道、埋地管道、夾套管道、GRP和塑料管道、薄壁管道以及其他類(lèi)型管道的屈曲。此外，CSiPlant還具有P-Delta和大變形分析的能力，允許工程師考慮這些可能被忽略的行為。對(duì)于長(zhǎng)立管、變形的管道、吊桿和彈簧吊架的旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)、以及冷緊的影響，現(xiàn)在都可以提供更真實(shí)的分析，進(jìn)而提供更好、更準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)。

?       過(guò)去，在管道應(yīng)力模型中創(chuàng)建結(jié)構(gòu)框架模型是一個(gè)非常復(fù)雜且耗時(shí)的過(guò)程，有時(shí)也可能導(dǎo)致不可靠的分析結(jié)果。而對(duì)于CSiPlant，既可以作為結(jié)構(gòu)分析求解器，也可以與SAP2000配合使用（SAP2000具有與StaadPro和SACS的導(dǎo)入兼容性），自動(dòng)創(chuàng)建和組合結(jié)構(gòu)模型和管道模型，以進(jìn)行具有完整非線性功能的耦合分析。這為管道應(yīng)力和結(jié)構(gòu)工程師提供了更真實(shí)的分析，并允許工程師考慮以前忽略的問(wèn)題的影響，例如管道支撐結(jié)構(gòu)的強(qiáng)制位移。

1.2 CSiPlant能做什么

CSiPlant為從事管道和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程師提供各種各樣的分析和設(shè)計(jì)工具。以下僅列出CSiPlant可以輕松處理的系統(tǒng)和分析類(lèi)型的一部分：

?       能夠建立含有任何類(lèi)型（固定、導(dǎo)向、吊架、彈簧、阻尼器、連桿等）支吊架的復(fù)雜管道系統(tǒng)；

?       快速智能的建立管道系統(tǒng)模型；

?       具有非線性支撐和邊界條件的非線性時(shí)程分析；

?       非線性荷載順序；

?       屈曲分析；

?       能夠?qū)隨AP2000、StaadPro、SACS、StruCad*3D分析模型；

?       能夠施加速度相關(guān)的邊界條件；

?       基于多個(gè)直角軸網(wǎng)系統(tǒng)建立管道；

?       管道和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)承受的豎向、側(cè)向、壓力和溫度荷載的數(shù)量不限；

?       內(nèi)置ASCE曲線的多點(diǎn)反應(yīng)譜荷載工況分析；

?       同一分析中考慮多質(zhì)量源模型；

?       精確自動(dòng)計(jì)算管道和結(jié)構(gòu)框架構(gòu)件的重心，包括建模的組件、施加的荷載以及保護(hù)層、閥門(mén)執(zhí)行器、管內(nèi)介質(zhì)等。為不同的設(shè)計(jì)或吊裝工況定義不同的重心工況；

?       靜力和動(dòng)力分析考慮P-Delta效應(yīng)；

?       大變形分析；

?       任意方向的多個(gè)線性和非線性時(shí)程荷載工況，支持點(diǎn)荷載、分布荷載、熱荷載、加速度、應(yīng)變荷載等；

?       圖表顯示除網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)以外的管道或結(jié)構(gòu)件上的力、力矩、變形、應(yīng)力等；

?       采用當(dāng)前版本的規(guī)范對(duì)管道系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)校核，包括ASME B31.1、B31.3等；

?       還有更多功能等待您的發(fā)現(xiàn)！

1.3 集成方案

CSiPlant是一個(gè)完全集成的系統(tǒng)。在易于使用、直觀的用戶界面下，嵌入了非常強(qiáng)大的數(shù)值方法和設(shè)計(jì)校核，所有這些都來(lái)自一個(gè)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)。這種集成意味著您只需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)包含管道系統(tǒng)和支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的單一模型，從而減少管道布局和結(jié)構(gòu)支撐之間出現(xiàn)差異的可能性。

所有的組件都集成到一個(gè)基于Windows圖形用戶界面的多功能分析和設(shè)計(jì)校核程序中，而不需要外部模塊。模型一部分的變化對(duì)另一部分產(chǎn)生的影響是即時(shí)的和自動(dòng)的。集成的組件包括：

?       繪制（建立模型）

?       基于有限元的線性靜力和動(dòng)力分析

?       基于有限元的非線性靜力和動(dòng)力分析

?       輸出顯示和生成設(shè)計(jì)報(bào)告

?       設(shè)計(jì)校核

?       彈簧支吊架選型

1.4 建模功能

CSiPlant模型被理想化為管道、框架、連接和點(diǎn)“對(duì)象”的集合。這些“對(duì)象”用于表示管道、法蘭和閥門(mén)等管道組件、管架及各種類(lèi)型的管道支吊架等結(jié)構(gòu)。管道和框架的基本幾何是參照簡(jiǎn)單的三維軸網(wǎng)系統(tǒng)定義的。使用相對(duì)簡(jiǎn)單的建模技術(shù)，可以考慮非常復(fù)雜的管道系統(tǒng)和支撐結(jié)構(gòu)。

管道系統(tǒng)及其支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的形狀可以是完全任意的，計(jì)算結(jié)果能夠準(zhǔn)確地反映系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)行為，該方案實(shí)現(xiàn)了完全的三維位移兼容性。

可以通過(guò)單擊界面上的圖標(biāo)按鈕或鍵盤(pán)鍵入插入命令快速創(chuàng)建管道系統(tǒng)，CSiPlant將在繪制管道時(shí)使用用戶定義的規(guī)則自動(dòng)放置彎頭、三通和異徑管。

固定架、彈簧、導(dǎo)向、阻尼器、閥門(mén)、法蘭、端部封頭等支吊架和管道組件可以從內(nèi)置的庫(kù)中選擇，或由用戶手動(dòng)定義。可以通過(guò)單擊界面上的圖標(biāo)按鈕將這些組件插入到模型中。管道系統(tǒng)可能具有一致的、部分一致的、梯形的溫度荷載，或者可能具有壓力荷載。通過(guò)自動(dòng)計(jì)算的端部偏移考慮梁和柱的變形對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響。

可通過(guò)指定節(jié)點(diǎn)，將管道連接到支撐結(jié)構(gòu)上。在這些節(jié)點(diǎn)上，應(yīng)使用非線性兩點(diǎn)管道支吊架。一旦指定，管道和框架單元之間將傳遞荷載，工程師則能夠判斷管道和支撐結(jié)構(gòu)之間的相互影響。

CSiPlant還具有廣泛的導(dǎo)入功能，可直接鏈接到SAP2000，并通過(guò)SAP2000鏈接到StaadPro、SACS和StruCad*3D。這樣，管道和結(jié)構(gòu)模型就可以組合成一個(gè)CSiPlant模型，用于管道和結(jié)構(gòu)的耦合分析和設(shè)計(jì)，為管道和結(jié)構(gòu)工程師提供更真實(shí)的分析結(jié)果。

1.5 分析功能

CSiPlant可以對(duì)用戶施加的豎向、橫向、壓力和溫度荷載進(jìn)行靜力分析。這些荷載可在任意數(shù)量的荷載工況下組合，每個(gè)荷載工況可以具有不同的用戶定義的質(zhì)量源。

在進(jìn)行非線性分析時(shí)，CSiPlant提供了多種旨在提高模型精度的功能。CSiPlant在各種非線性分析類(lèi)型中都支持非線性邊界條件和非線性支撐。多線性塑性邊界條件可用于球型補(bǔ)償器、套筒補(bǔ)償器、管接頭的建模，或用于埋地管道分析中土壤的建模。各種非線性支撐類(lèi)型包括間隙、鞍座、管鞋和導(dǎo)向支撐等。

CSiPlant還提供非線性荷載序列，也稱(chēng)為荷載步，允許用戶使用不同的荷載模式運(yùn)行順序的非線性分析，以模擬不同的荷載步工況，例如，在已經(jīng)運(yùn)行的系統(tǒng)中使支線運(yùn)行。

P-Delta和大變形幾何非線性選項(xiàng)可用于任何的線性或非線性分析。

CSiPlant可進(jìn)行屈曲分析，以校核夾套管道、玻璃鋼管、塑料管、薄壁管道、海底管道和埋地管道的側(cè)向和隆起穩(wěn)定性，或其它任何需關(guān)注屈曲的管道。

各種靜力荷載工況的結(jié)果可以相互組合，也可以與反應(yīng)譜或時(shí)程分析的動(dòng)力結(jié)果組合。

CSiPlant能夠計(jì)算三維振型和頻率、模態(tài)參與系數(shù)、方向系數(shù)和質(zhì)量參與系數(shù)。

輸出結(jié)果可以以圖形方式查看、以表格形式顯示、編譯成設(shè)計(jì)報(bào)告或?qū)С龅綌?shù)據(jù)庫(kù)文件。輸出類(lèi)型包括反作用力、單元力、振型和參與系數(shù)、靜力和動(dòng)力節(jié)點(diǎn)位移等。

CSiPlant使用SAPFire?求解器，該求解器也是CSI公司其它分析軟件的求解器，其利用最新的數(shù)值技術(shù)，提供難以置信的快速求解并幾乎不受模型大小的限制。

1.6 設(shè)計(jì)功能

        管道的設(shè)計(jì)校核可根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ASME B31規(guī)范進(jìn)行。