一、ALGOR PIPEPAK V9概述

　　ALGOR作為世界著名的大型通用工程仿真軟件，被廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)的設(shè)計、有限元分析以及機械運動仿真中，能夠幫助設(shè)計分析人員預(yù)測和檢驗在真實狀 態(tài)下的各種情況，快速、低成本地完成更安全更可靠的設(shè)計項目。ALGOR以其分析功能齊全、使用操作簡便以及對硬件的要求低，在從事設(shè)計、分析的科技工作者中享有盛譽。工程師們通過使用ALGOR進行設(shè)計、虛擬測試和性能分析，縮短了產(chǎn)品投入市場的時間，并能以更低的成本制造出優(yōu)質(zhì)而可靠的產(chǎn)品。

　　ALGOR 的管道應(yīng)力分析模塊—— Pipepak是一個易學(xué)易用的管道設(shè)計和分析工具，此模塊還包括了美國、英國和歐盟的管道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。而ALGOR公司近期發(fā)布了PipePak的最新版本PipePak V9。通過全新的用戶界面(如圖中左上所示)、支持右鍵功能、多重顯示、嵌入式工具條、樹狀結(jié)構(gòu)視角以及先進的電子數(shù)據(jù)表格和圖形顯示環(huán)境(如圖中右下所示)，PipePak V9將使工程師設(shè)計整個管道系統(tǒng)時更加容易、便捷。

　　圖中顯示的模型為美國洛杉磯市一名工程師所建，目的是為了評估氣控管道系統(tǒng)中支撐點的受力情況，此結(jié)構(gòu)為加利福尼亞州一個污水處理廠系統(tǒng)的連接部分。

　　對于管道系統(tǒng)設(shè)計和分析者，PipePak提供了一個遵從管道系統(tǒng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、定義整個管道系統(tǒng)和執(zhí)行結(jié)構(gòu)分析的工具。它可以使工程師用圖形顯示分析結(jié)果，對輸入信息、設(shè)備數(shù)據(jù)和分析結(jié)果生成HTML或文本總結(jié)報告等。另外，除了可以使用電子數(shù)據(jù)表格定義管道系統(tǒng)外，PipePak還提供了圖形繪制工具、 文件導(dǎo)入選項和將圖形、電子數(shù)據(jù)表格輸入以及導(dǎo)入文件合并的能力。PipePak V9使管道系統(tǒng)設(shè)計和分析比以往更加容易，更具生產(chǎn)效率。全新的用戶界面，提供了與其他Windows應(yīng)用軟件相類似的界面、感覺和數(shù)據(jù)輸入選項，從而大大提高了工作效率。

　　PipePak V9新特征包括：

　　◎全新的Windows風(fēng)格圖形界面，支持右鍵功能、多重顯示和內(nèi)嵌工具條;

　　◎樹狀結(jié)構(gòu)視圖，提供了整個管道系統(tǒng)數(shù)據(jù)更便捷的導(dǎo)航和顯示;

　　◎數(shù)據(jù)輸入對話框界面使數(shù)據(jù)的輸入、顯示和修改更加方便;

　　◎用于定義管道系統(tǒng)的先進電子數(shù)據(jù)表格;

　　◎單個和多個電子數(shù)據(jù)表格之間支持?jǐn)?shù)據(jù)的剪切、復(fù)制和粘貼;

　　◎電子數(shù)據(jù)表格支持通過已定義下拉式組件進行數(shù)據(jù)輸入;

　　◎集成的報告生成系統(tǒng)，可顯示基于文本的輸入和輸出報告;

　　◎圖形界面可直接轉(zhuǎn)入電子數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng);

　　◎基于用戶反饋，增添了25個新的改進功能。

　　二、ALGOR PIPEPAK V9核心模塊

　　ALGOR PIPEPAK的核心專業(yè)模塊，為管道系統(tǒng)的設(shè)計者和工程師提供了一個遵從管道系統(tǒng)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、定義整個管道系統(tǒng)和執(zhí)行結(jié)構(gòu)分析的工具。PIPEPAK軟件的設(shè)計、分析、校對和報告等功能可以使工程師更有效地創(chuàng)立安全、可靠的管道系統(tǒng)。

　　1.典型應(yīng)用

　　ALGOR PIPEPAK的核心專業(yè)模塊，包含以下方面的典型應(yīng)用：選取壓縮機以消除管道系統(tǒng)的固有頻率;食品加工設(shè)備; 燃料系統(tǒng);熔爐管道系統(tǒng);熱交換器;建筑物中的加熱和冷卻蒸汽系統(tǒng);碳氫化合物的加工系統(tǒng);液體管道系統(tǒng)設(shè)計;核管道系統(tǒng)設(shè)計;海上管道處理系統(tǒng);管道更換;管道系統(tǒng)約束的再次評估;塑料產(chǎn)品加工廠設(shè)計;化學(xué)加工管道系統(tǒng);紙漿管道系統(tǒng);泵/法蘭的泄漏;活塞壓氣機管道振動問題;使用新材料改進管道系統(tǒng); 旋轉(zhuǎn)設(shè)備的密封問題;海軍艦艇上管道系統(tǒng)的振動試驗;導(dǎo)軌系統(tǒng)分析;飛機跑道下的蒸汽配給系統(tǒng);蒸汽管道;渦輪接合機構(gòu)與汽錘。

　　2.分析能力

　　(1)管道系統(tǒng)

　　管道系統(tǒng)方面的分析主要包括線性 靜態(tài)應(yīng)力分析、固有頻率(模態(tài))、響應(yīng) 譜、頻率響應(yīng)和時間歷程，并支持工業(yè)管 道標(biāo)準(zhǔn)和修訂本。而支持工業(yè)管道標(biāo)準(zhǔn) 和修訂本，主要通過：ASME B31.1-2001動力管道系統(tǒng);ASME B31.3b-2002處理管道系統(tǒng);ASME B31.4a-2002運輸液 烴 和 其 他 液 體 的 管 道 運 輸 系 統(tǒng) ; A S M E B31.8a-2000氣體運輸和配油管道;ASME Section Ⅲ Division 1 - Subsection NC Class 2 Components (2002);ASME Section Ⅲ Division 1 - Subsection ND Class 3 Components (2002);British Standard BS 806 (1993);法蘭、減壓器和旋轉(zhuǎn)設(shè)備的分析;噴嘴適應(yīng)性計算。

　　(2)框架結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)則包括線性材料模型的靜態(tài)應(yīng)力，以及重力、重心和質(zhì)量慣性矩。

　　3.建立模型

　　(1)管道系統(tǒng)

　　若想便捷、高效地定義整個管道系統(tǒng)，需要通過：電子數(shù)據(jù)表格輸入坐標(biāo)系統(tǒng)、圖形繪制軟件包、多種幾何模型導(dǎo)入功能，以及圖形繪制、電子表格數(shù)據(jù)或?qū)霂缀文Ｐ偷娜我夂喜ⅰ６I(yè)標(biāo)準(zhǔn)化管道部件，包括ANSI管道尺寸規(guī)范以及ANSI B16.5(墊圈直徑)法蘭。

　　同時，管道系統(tǒng)還包括：支架設(shè)計和選擇、外部的搭接設(shè)計和選擇、通常管道數(shù)據(jù)(如應(yīng)力強化影響、集中力、集中重量以及剪短/拉長等)、支持地下管道系統(tǒng)和套層管道系統(tǒng)。

　　(2)框架結(jié)構(gòu)首先，CAD支持二維和三維接線框幾何模型使用IGES、DXF和CDL文件格式;其次，在簡單模型中能夠針對給定分析類型將所有的單元類型合并。同時，還可以相對局部坐標(biāo)系定義載荷和約束條件、實現(xiàn)梁橫界面的交互式定義，以及可定義梁的偏移位置。

　　4.單元庫

　　(1)管道系統(tǒng)管道系統(tǒng)的單元庫包括：管、彎頭、閥門、減壓器、風(fēng)箱、法蘭和三通。

　　(2)框架結(jié)構(gòu)

　　框架結(jié)構(gòu)的單元庫包括：3D桿單元、3D梁單元、缺口單元、索單元和剛體單元。

　　5.材料模型

　　(1)管道系統(tǒng)管道系統(tǒng)包括：各向同性、正交各向異性以及玻璃纖維增強塑料(FRP)。

　　(2)框架結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)包括：線彈性、各向同性。

　　6.加載和約束條件

　　(1)管道系統(tǒng)

　　管道系統(tǒng)加載和約束條件包括：力、力矩、指定位移、溫度、壓力、偶然力(如風(fēng)載荷和地震等)，以及實時多重壓力、溫度載荷、位移和偶然力。另外，還包括普通管約束和支撐，如剛度支撐、彈性支撐、恒力支撐、非穩(wěn)定支撐、緩沖支撐、導(dǎo)支撐、轉(zhuǎn)動支撐和傾斜支撐，同時在管道和支撐支架中還包含摩擦的影響。

　　(2)框架結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)加載和約束條件包括：力、力矩、溫度、指定位移、指定旋轉(zhuǎn)、分布式載荷、重力、離心力、球形和偏心約束，以及變剛度偏心約束。

　　7.求解選項

　　(1)管道系統(tǒng) 針對管道系統(tǒng)，有內(nèi)嵌快速寬帶的極小化算法和有序方程求解器。

　　(2)框架結(jié)構(gòu) 針對框架結(jié)構(gòu)，求解包括：對稱稀疏法、架空法、迭代法、帶狀求解以及多處理器的并行操作。

　　8.結(jié)果評估與顯示

　　(1)管道系統(tǒng)對于管道系統(tǒng)來說，結(jié)果評估和顯示方面的功能主要包括：

　　◎通過直徑、進度、壁厚、腐蝕余度、絕緣、材料、壓力和溫度等進行顯示;

　　◎在其他框架或陰影區(qū)內(nèi)管道網(wǎng)絡(luò) 的顯示;

　　◎通過模型顯示選項進行控制，包括 尺寸線、點卷標(biāo)以及標(biāo)號進行顯示;

　　◎?qū)?fù)雜管道網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)剪切面顯示;

　　◎通過樹狀結(jié)構(gòu)視圖或OpenGL圖形界 面對管道網(wǎng)絡(luò)部件的交互式選擇;

　　◎顯示變形形狀、力和力矩，包括對主應(yīng)力、環(huán)向應(yīng)力以及縱向應(yīng)力等云圖和等值線顯示;

　　◎顯示變形和模態(tài)分析結(jié)果;

　　◎?qū)ψ畲蠛妥钚〗Y(jié)果的高亮顯示;

　　◎根據(jù)時間變化，可文本輸出如下數(shù)據(jù)，包括位移、力、力矩、支反力和應(yīng)力;

　　◎內(nèi)嵌針對ASME和ANSI標(biāo)準(zhǔn)對所有結(jié)果的校核;

　　◎在HTML報告中，當(dāng)計算結(jié)果超出許用應(yīng)力時，會在輸出行高亮顯示;

　　◎旋轉(zhuǎn)設(shè)備報告，包括API610抽水機、NEMA SM23渦輪機;

　　◎可快速調(diào)整載荷大小，以審核模態(tài)并給出正確的數(shù)值分析結(jié)果顯示;

　　◎可通過點擊管道網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的任何部件，進行分析結(jié)果的查詢。

　　(2)框架結(jié)構(gòu) 對于框架結(jié)構(gòu)來說，結(jié)果評估和顯示方面的功能主要包括：

　　◎模態(tài)顯示和結(jié)果評估的集成環(huán)境;

　　◎三維動態(tài)顯示選項和豐富的顏色板可供選擇;

　　◎模型和分析顯示中材料和結(jié)果的渲染;

　　◎橫截面顯示選項;

　　◎復(fù)雜模型的動態(tài)剪切面顯示;

　　◎可透明顯示部件;

　　◎可通過多種方法選擇部件和單元;

　　◎結(jié)果等值線，包括位移、應(yīng)力、應(yīng)變和支反力;

　　◎?qū)ψ畲蠛妥钚〗Y(jié)果的高亮顯示;

　　◎可在指定位置進行結(jié)果調(diào)試;

　　◎圖形數(shù)值的標(biāo)注;

　　◎使用局部坐標(biāo)系，可對任意方向進行結(jié)果和圖形顯示;

　　◎通過多重顯示窗口，可實時顯示不同的結(jié)果類型;

　　◎剪力和彎矩圖;

　　◎重力、體積、重心和質(zhì)量慣性矩等的文本輸出;

　　◎精確的等值線顯示;

　　◎可將多重線性靜態(tài)應(yīng)力分析結(jié)果合并;

　　◎?qū)€性靜態(tài)迭代求解收斂的圖形顯示;

　　◎?qū)Y(jié)果圖形進行檢測的虛擬設(shè)備;

　　◎結(jié)果圖例中單位的自動加載;

　　◎圖例和注視中使用TrueType字體格式;

　　◎可動態(tài)控制結(jié)果圖例、注釋和背景的配置;

　　◎用戶可預(yù)先定義結(jié)果等值線的顏色配置;

　　◎動態(tài)控制模型轉(zhuǎn)換的比例和顯示;

　　◎可透明顯示未轉(zhuǎn)換模型;

　　◎基于最大最小結(jié)果極限控制單元的顯示;

　　◎?qū)γ恳徊糠挚煞謩e控制顏色、網(wǎng)格劃分和結(jié)果顯示;

　　◎查詢模式可以使結(jié)果被復(fù)制、粘貼，以方便不同用戶共享數(shù)據(jù);

　　◎可存儲所有的設(shè)置，并隨時調(diào)用得到相同的顯示。

　　9.結(jié)果處理

　　(1)管道系統(tǒng)

　　◎ 可將結(jié)果等值線 和云 圖 輸出 為 BMP、JPG、TIF、PNG、PCX和TGA等格式;

　　◎內(nèi)嵌模擬生成器和顯示工具;

　　◎報告向?qū)Э勺詣由蒆TML或文本 格式的報告形式，內(nèi)容可包括輸入信息、 設(shè)備數(shù)據(jù)和分析結(jié)果數(shù)據(jù)。

　　(2)框架結(jié)構(gòu)

　　◎可將結(jié)果等值線和云圖輸出成為 BMP、JPG、TIF、PNG、PCX和TGA等格式;

　　◎內(nèi)嵌模擬生成器和顯示工具;

　　◎自動在結(jié)果報告中加入圖形;

　　◎報告向?qū)Ш妥詣親TML生成和顯示 環(huán)境。

　　10.用戶界面

　　(1)管道系統(tǒng) 在用戶界面部分，新增以及加強的功能包括：全新的Windows風(fēng)格圖形界面， 支持右鍵功能、多重顯示和內(nèi)嵌工具條;樹狀結(jié)構(gòu)視圖提供了整個管道系統(tǒng)數(shù)據(jù)更便捷的導(dǎo)航和顯示;數(shù)據(jù)輸入對話框界面使數(shù)據(jù)的輸入、顯示和修改更加方便; 單個和多個電子數(shù)據(jù)表格之間支持?jǐn)?shù)據(jù)的剪切、復(fù)制和粘貼;圖形界面可直接轉(zhuǎn)入電子數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng);三維動態(tài)顯示選項， 包括平移、旋轉(zhuǎn)和放大;內(nèi)嵌庫的管理功能，支持對管道尺寸、材料性質(zhì)、許用應(yīng)力、法蘭、風(fēng)載、地震以及塑性特征等數(shù)據(jù)的增添、修改和刪除;可對輸入數(shù)據(jù)的合理性進行校核;對允許溫度范圍的極限檢查;支持標(biāo)準(zhǔn)和用戶定義單位系統(tǒng);管道部件應(yīng)力強化因素的簡單應(yīng)用，如法蘭搭接點、閥門和肋等都有不同的厚度和其他物理特性。

　　(2)框架結(jié)構(gòu) 在用戶界面部分，新增以及加強的功能包括：帶有樹狀結(jié)構(gòu)視圖、多重視圖以及浮動工具條的全新Windows風(fēng)格用戶界面;右鍵功能可實現(xiàn)載荷、位移和有限元屬性的施加、修改及刪除;動態(tài)顯示選項可通過快捷鍵和鼠標(biāo)進行操作;可對輸入數(shù)據(jù)的合理性進行校核;載荷和約束集可適用于不同的設(shè)計;可實現(xiàn)載荷和約束的拖拉式操作;材料庫的管理，包括調(diào)用普通材料庫以及導(dǎo)入、創(chuàng)建和管理用戶自定義材料庫;右鍵支持實時的幫助系統(tǒng);支持標(biāo)準(zhǔn)和用戶定義單位系統(tǒng);可使用數(shù)學(xué)表達式定義圖形;通過圖形的卷標(biāo)和法向進行圖形控制;用戶可預(yù)定義圖形顯示風(fēng)格;對于模型存檔的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。