1.     CSiPlant簡介

CSiPlant是一個先進的且易于使用的管道及結構系統建模、分析和設計軟件。

CSiPlant具有直觀和智能的基于對象的圖形界面，能夠快速建立管道模型。其可定制的管道、組件和支吊架庫，集成全面的管道規范校核，自動應用應力增大系數和柔性系數，以及導入詳細結構分析模型等能力，意味著CSiPlant可以處理從簡單到復雜的所有類型的管道系統的應力分析。憑借最新的單元、求解器和非線性分析能力，CSiPlant為各行業的管道工程師提供了先進的分析技術。

1.1 CSiPlant的優勢

CSiPlant使您能夠快速、準確地創建、分析和設計復雜管道和結構模型。CSiPlant和CSI公司的其他分析產品一樣，采用SAPFire?求解器，允許用戶創建和進行完整的非線性靜力和動力分析。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有的獨特功能。

?       人們普遍認為，在靜力分析中，為了獲得準確的結果，采用非線性邊界條件是必要的。然而，對于動力分析，由于目前市場上的相關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、動力和模態分析，以獲得準確和真實的結果。這使得工程師能夠模擬許多非線性效應，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荷載場景，例如系統啟動與系統停車、已運行的系統添加新管道等等。

?       管道和結構元件的屈曲可能是一個重要的設計問題。CSiPlant能夠分析由于軸向壓縮荷載導致的管道系統和結構的屈曲，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。對于長立管、變形的管道、吊桿和彈簧吊架的旋轉擺動、以及冷緊的影響，現在都可以提供更真實的分析，進而提供更好、更準確的設計。

?       過去，在管道應力模型中創建結構框架模型是一個非常復雜且耗時的過程，有時也可能導致不可靠的分析結果。而對于CSiPlant，既可以作為結構分析求解器，也可以與SAP2000配合使用（SAP2000具有與StaadPro和SACS的導入兼容性），自動創建和組合結構模型和管道模型，以進行具有完整非線性功能的耦合分析。這為管道應力和結構工程師提供了更真實的分析，并允許工程師考慮以前忽略的問題的影響，例如管道支撐結構的強制位移。

1.2 CSiPlant能做什么

CSiPlant為從事管道和結構系統設計的工程師提供各種各樣的分析和設計工具。以下僅列出CSiPlant可以輕松處理的系統和分析類型的一部分：

?       能夠建立含有任何類型（固定、導向、吊架、彈簧、阻尼器、連桿等）支吊架的復雜管道系統；

?       快速智能的建立管道系統模型；

?       具有非線性支撐和邊界條件的非線性時程分析；

?       非線性荷載順序；

?       屈曲分析；

?       能夠導入SAP2000、StaadPro、SACS、StruCad*3D分析模型；

?       能夠施加速度相關的邊界條件；

?       基于多個直角軸網系統建立管道；

?       管道和結構系統承受的豎向、側向、壓力和溫度荷載的數量不限；

?       內置ASCE曲線的多點反應譜荷載工況分析；

?       同一分析中考慮多質量源模型；

?       精確自動計算管道和結構框架構件的重心，包括建模的組件、施加的荷載以及保護層、閥門執行器、管內介質等。為不同的設計或吊裝工況定義不同的重心工況；

?       靜力和動力分析考慮P-Delta效應；

?       大變形分析；

?       任意方向的多個線性和非線性時程荷載工況，支持點荷載、分布荷載、熱荷載、加速度、應變荷載等；

?       圖表顯示除網格節點以外的管道或結構件上的力、力矩、變形、應力等；

?       采用當前版本的規范對管道系統進行設計校核，包括ASME B31.1、B31.3等；

?       還有更多功能等待您的發現！

1.3 集成方案

CSiPlant是一個完全集成的系統。在易于使用、直觀的用戶界面下，嵌入了非常強大的數值方法和設計校核，所有這些都來自一個綜合數據庫。這種集成意味著您只需要創建一個包含管道系統和支撐結構系統的單一模型，從而減少管道布局和結構支撐之間出現差異的可能性。

所有的組件都集成到一個基于Windows圖形用戶界面的多功能分析和設計校核程序中，而不需要外部模塊。模型一部分的變化對另一部分產生的影響是即時的和自動的。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力分析

?       基于有限元的非線性靜力和動力分析

?       輸出顯示和生成設計報告

?       設計校核

?       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“對象”的集合。這些“對象”用于表示管道、法蘭和閥門等管道組件、管架及各種類型的管道支吊架等結構。管道和框架的基本幾何是參照簡單的三維軸網系統定義的。使用相對簡單的建模技術，可以考慮非常復雜的管道系統和支撐結構。

管道系統及其支撐結構系統的形狀可以是完全任意的，計算結果能夠準確地反映系統的扭轉行為，該方案實現了完全的三維位移兼容性。

可以通過單擊界面上的圖標按鈕或鍵盤鍵入插入命令快速創建管道系統，CSiPlant將在繪制管道時使用用戶定義的規則自動放置彎頭、三通和異徑管。

固定架、彈簧、導向、阻尼器、閥門、法蘭、端部封頭等支吊架和管道組件可以從內置的庫中選擇，或由用戶手動定義。可以通過單擊界面上的圖標按鈕將這些組件插入到模型中。管道系統可能具有一致的、部分一致的、梯形的溫度荷載，或者可能具有壓力荷載。通過自動計算的端部偏移考慮梁和柱的變形對結構剛度的影響。

可通過指定節點，將管道連接到支撐結構上。在這些節點上，應使用非線性兩點管道支吊架。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構之間的相互影響。

CSiPlant還具有廣泛的導入功能，可直接鏈接到SAP2000，并通過SAP2000鏈接到StaadPro、SACS和StruCad*3D。這樣，管道和結構模型就可以組合成一個CSiPlant模型，用于管道和結構的耦合分析和設計，為管道和結構工程師提供更真實的分析結果。

1.5 分析功能

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

在進行非線性分析時，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償器、套筒補償器、管接頭的建模，或用于埋地管道分析中土壤的建模。各種非線性支撐類型包括間隙、鞍座、管鞋和導向支撐等。

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

P-Delta和大變形幾何非線性選項可用于任何的線性或非線性分析。

CSiPlant可進行屈曲分析，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向和隆起穩定性，或其它任何需關注屈曲的管道。

各種靜力荷載工況的結果可以相互組合，也可以與反應譜或時程分析的動力結果組合。

CSiPlant能夠計算三維振型和頻率、模態參與系數、方向系數和質量參與系數。

輸出結果可以以圖形方式查看、以表格形式顯示、編譯成設計報告或導出到數據庫文件。輸出類型包括反作用力、單元力、振型和參與系數、靜力和動力節點位移等。

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，其利用最新的數值技術，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 設計功能

        管道的設計校核可根據行業標準ASME B31規范進行。