FEATools 管道應力有限元分析軟體

產品簡介

FEATools 有限元分析工具組 CAESAR II 管道應力工程師專用有限元分析解決方案!FEATools 將有限元分析方法及近代試驗數據帶入管應力分析領域,透過與 CAESAR II 的整合協作,有效提高關鍵管道的分析品質,節省更多工作時間與成本!

  • FEATools 有限元分析工具組 包含七大功能模組:
    • CAESAR II FEA Translator – 有限元素自動轉換模組
    • PRGik – 連接處SIFs & k值計算模組
    • FE107 – 管嘴有限元素分析模組
    • FESIF – 應力增大係數有限元素分析模組
    • FEBend – 彎頭有限元素分析模組
    • FETee – 三通有限元素分析模組
    • MatPRO – ASME材質資料庫模組

使用 FEATools 的關鍵時刻

國際通用的管道規範對於分支處的分析存有諸多限制,然而針對整個管道系統執行詳細的有限元分析(FEA)往往非常昂貴,因此,聚焦在傳統管道規範分析中的分支處使用有限元分析技術將是最有效、最實際的方法。

    • 當系統中存在大直徑薄壁(D/t>50)管道時
    • 當系統連接到敏感設備或轉動設備時
    • 預期系統操作壽命次數大於5,000次時
    • 既有管道系統的模擬或者連接既有管道時
    • 系統要求更加精確的彈簧選型設計時
    • 應用薄壁焊接式三通的系統
    • 系統中存在一個短而剛性的管道,此時柔性係數對系統有較大的影響時
    • 當主管i值對計算產生很大的影響,且d/D 大於0.5時

模組分析功能介紹

CAESAR II FEA Translator
有限元素轉換模組

使用最少的輸入項目即可快速建立模型並進行有限元素分析,並將分別生成文字型態與圖表型態的報表,視覺化圖像讓使用者快速掌握分析結果。

輕鬆點擊轉換按鈕,有限元分析結果可以完整地取代 .CII 或.C2格式檔案中所有Bend(彎頭)、Branch(支管)及Tee(三通)之應力增大係數(SIF)與撓度值(k),轉換完畢後仍能保有原始的.CII 或.C2格式檔案。

PRGik
連接處SIFs & k值計算模組

輕鬆點擊PRGik模組按鈕,將直接計算新支管連接處的應力增大係數(SIF)與撓度值(k),在以下時刻為使用者提供最準確的分析數據:

    • d/D > 0.5,且支管連接處存有扭力時
    • 當壓力影響疲勞週期數時
    • d/D > 0.5,於B31.3之Appendix D Table D-300 Note 11
    • 大於f=1 5000 cycles或f=1.2 2200 cycles時
    • D/T > 40,且溫度> 250°F

FE107
管嘴有限元素分析模組

提供壓力容器或管道上管嘴連接處之應力分析,完全取代傳統的WRC 107 & 297方法,並突破其使用限制,模組操作簡易,快速建模與分析,有效提升評估結果的精度!

  • 多種型式幾何模型
    • 主元件型式:
      半圓/橢圓/碟形/錐形/平端板與圓柱形(胴身)
    • 支管或管嘴型式:
      管嘴、補強板、Barrel長套形管嘴
    • 支管或管嘴位置:徑向、側接、腰部
  • 使用 FE107 的關鍵時刻:
    • d/D > 0.5
    • t/T < 1.0
    • (d/D)(D/T)0.5 < 2
    • 有補強之管嘴
    • 腰部或側接管嘴
    • 高溫
    • 滿足壓力區域替代規則,且D/T比率大
    • 壓力或熱膨脹週期數大於5,000
    • 設計和操作條件近乎相同,且計算之應力容許值為85%
    • 貼附於管線上的管嘴為長形、具彈性,且無拘束

FESIF
應力增大係數有限元素分析模組

針對特殊複雜的模型(如下圖),FESIF可自動精準地計算應力增大係數(SIF)和撓度值(k)、容許外力與最大容許壓力,彌補B31.1 & B31.3壓力管道法規的不足

使用者可將所得到的SIF值與K值直接輸入至CAESAR II等管道應力分析軟體,以取得最準確的結果,FESIF亦可應用於壓力容器與熱交換器管嘴SIF值的計算。FESIF簡易的操作環境,快速建模並獲得精準的分析結果,解決傳統計算方法的不確定性。

FESIF快速生成清楚的寫實圖形與表格式報表,3D圖形逼真地呈現各種SIF值的結果,交互式工具列供使用者快選以操作模型,完全掌握分析結果。

  • 使用 FESIF 的關鍵時刻:
    • B31法規的不足時
      如:無補強d/D比介於0.5~1.0的錯誤(參考WRC 329節4.4)等,使用FESIF可完全取代B31
    • 1.0>d/D>0.5有/無補強板的支管連接處
    • 有補強板的漸縮支管連接處
    • 腰部或側邊連接處
    • D/T > 100
    • 剛好滿足壓力面積替代規則,且D/T比率>50 
    • 肥粒鐵溫度>399℃和奧斯田鐵溫度>454℃
    • 壓力或熱膨脹週期數大於5,000
    • 設計和操作條件近乎相同,
      且在支管處計算之應力>85%的容許值
    • 貼附於管線上的管嘴為長形、具彈性、無拘束,且D/T > 50
    • 支管連接於球形、橢圓形、錐形、碟型或平端版上時
    • d/D < 0.5,且需要計算SIF時

FEBend
彎頭有限元素分析模組

FEBend是計算彎頭及其焊接支撐(Pipe Support)之應力專用的有限元素分析模組。管支撐多配置於彎頭處,對於高週期管是很關鍵的,然而相關設計標準並未規範此處的應力增大係數(SIF)與撓度值(k)。

  • 多種型式幾何模型
    • 主元件型式:彎頭、彎管、補強板
    • 支柱型式:圓管、型鋼(角鋼、槽鋼、H形鋼、
       T形鋼、十字鋼、板)
    • 支柱位置:上部、下部、水平、側向

FETee
三通有限元素分析模組

FETee是計算三通(Weld Tee, B16.9 Tee, Unreinforced fabricated tee)之應力、應力增大係數(SIF)和撓度值(k)專用的有限元素分析模組。

三通的局部應力多集中於轉角處,因此轉角(Crotch)的尺寸是很關鍵的,FETee操作簡易,使用最少的輸入項目,包含其轉角詳細尺寸,即可快速建立模型並進行有限元素分析。

MatPRO 材質資料庫模組

MatPRO 具備簡單易用的查詢功能、整潔俐落的操作畫面、精確完整的數據內容、最專業實用的材質資料庫,內建 ASME Section II Part D及B31.1 & B31.3所有的材質屬性資料,亦包含附加的應用計算工具,取代厚重的參考書籍快速提供最正確的資訊!

報表形式與分析結果

提供包含撓度值、容許力、力矩及壓力等項目之文字型態與圖表型態報表,以及相關動態圖像,並可與WRC 107 & 297結果進行比較。

3D動態圖形逼真地呈現壓力、力矩、溫度和荷載的結果,交互式工具列供使用者快選以操作模型,完全掌握分析結果。

FEATools 是一套獨特的有限元分析解決方案,專為排解 因為梁元素與現有規範的侷限性導致無法精準分析的問題,由Paulin技術團隊超過22年的持續開發。

【以「大口徑管道」為例】
在許多狀況下,透過梁理論方法所分析的應力或荷載結果,會比實際狀況高出許多,然而為了解決這些並非真正存在的問題,若非重新佈管,就是需要再投入龐大的成本(如果梁理論能提供更精確的解答),且大口徑管道的處理費用又較小口徑管道更加昂貴。

現在!動動手指即可獲得精確的分析結果!

首先指定一個CEASAR II管應力分析文件,透過 FEATools 其中的專用模組讀取、確認三通,進行有限元分析、計算SIFs與撓度值,最後建立一個帶有以上新屬性的CAESAR II模型即可,如此容易實現,其效率與結果令人滿意!不需要像過去透過獨立的分析軟體生成新的SIFs與撓度,再進行管應力模型精細地編修,以反映這些變更,非常耗時耗力!

基於太多理由,CAESAR II 使用者都應擁有FEATools!

系統需求

》建議作業系統 & 最低硬體需求
作業系統Windows 7 專業版 或 更高版本 [32位元][64位元]
硬體需求處理器:[32位元]雙核CPU [64位元]四核CPU
顯示卡:支援 DirectX® 10/11 獨立顯示卡
顯示器:19吋(解析度1280x1024) with True Color 以上
RAM:[32位元]4GB以上 [64位元]8GB以上
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