1.     CSiPlant简介

CSiPlant是一个先进的且易于使用的管道及结构系统建模、分析和设计软件。

CSiPlant具有直观和智能的基于对象的图形界面，能够快速建立管道模型。其可定制的管道、组件和支吊架库，集成全面的管道规范校核，自动应用应力增大系数和柔性系数，以及导入详细结构分析模型等能力，意味着CSiPlant可以处理从简单到复杂的所有类型的管道系统的应力分析。凭借最新的单元、求解器和非线性分析能力，CSiPlant为各行业的管道工程师提供了先进的分析技术。

1.1 CSiPlant的优势

CSiPlant使您能够快速、准确地创建、分析和设计复杂管道和结构模型。CSiPlant和CSI公司的其他分析产品一样，采用SAPFire™求解器，允许用户创建和进行完整的非线性静力和动力分析。与其它管道分析软件相比，除了具有其它管道分析软件所具有的功能外，CSiPlant还提供了许多其他分析软件所没有的独特功能。

•       人们普遍认为，在静力分析中，为了获得准确的结果，采用非线性边界条件是必要的。然而，对于动力分析，由于目前市场上的相关软件不具备非线性分析的能力，因此工程师通常只能将这些非线性边界条件线性化。CSiPlant支持所有非线性分析中的非线性边界条件，包括静力、动力和模态分析，以获得准确和真实的结果。这使得工程师能够模拟许多非线性效应，例如放置在梁上的管道、带有间隙的热位移、土壤中埋地管道的分析等等。

•       CSiPlant的荷载顺序（或荷载步）功能允许工程师在同一分析中分析多个荷载场景，例如系统启动与系统停车、已运行的系统添加新管道等等。

•       管道和结构元件的屈曲可能是一个重要的设计问题。CSiPlant能够分析由于轴向压缩荷载导致的管道系统和结构的屈曲，包括海底管道、埋地管道、夹套管道、GRP和塑料管道、薄壁管道以及其他类型管道的屈曲。此外，CSiPlant还具有P-Delta和大变形分析的能力，允许工程师考虑这些可能被忽略的行为。对于长立管、变形的管道、吊杆和弹簧吊架的旋转摆动、以及冷紧的影响，现在都可以提供更真实的分析，进而提供更好、更准确的设计。

•       过去，在管道应力模型中创建结构框架模型是一个非常复杂且耗时的过程，有时也可能导致不可靠的分析结果。而对于CSiPlant，既可以作为结构分析求解器，也可以与SAP2000配合使用（SAP2000具有与StaadPro和SACS的导入兼容性），自动创建和组合结构模型和管道模型，以进行具有完整非线性功能的耦合分析。这为管道应力和结构工程师提供了更真实的分析，并允许工程师考虑以前忽略的问题的影响，例如管道支撑结构的强制位移。

1.2 CSiPlant能做什么

CSiPlant为从事管道和结构系统设计的工程师提供各种各样的分析和设计工具。以下仅列出CSiPlant可以轻松处理的系统和分析类型的一部分：

•       能够建立含有任何类型（固定、导向、吊架、弹簧、阻尼器、连杆等）支吊架的复杂管道系统；

•       快速智能的建立管道系统模型；

•       具有非线性支撑和边界条件的非线性时程分析；

•       非线性荷载顺序；

•       屈曲分析；

•       能够导入SAP2000、StaadPro、SACS、StruCad*3D分析模型；

•       能够施加速度相关的边界条件；

•       基于多个直角轴网系统建立管道；

•       管道和结构系统承受的竖向、侧向、压力和温度荷载的数量不限；

•       内置ASCE曲线的多点反应谱荷载工况分析；

•       同一分析中考虑多质量源模型；

•       精确自动计算管道和结构框架构件的重心，包括建模的组件、施加的荷载以及保护层、阀门执行器、管内介质等。为不同的设计或吊装工况定义不同的重心工况；

•       静力和动力分析考虑P-Delta效应；

•       大变形分析；

•       任意方向的多个线性和非线性时程荷载工况，支持点荷载、分布荷载、热荷载、加速度、应变荷载等；

•       图表显示除网格节点以外的管道或结构件上的力、力矩、变形、应力等；

•       采用当前版本的规范对管道系统进行设计校核，包括ASME B31.1、B31.3等；

•       还有更多功能等待您的发现！

1.3 集成方案

CSiPlant是一个完全集成的系统。在易于使用、直观的用户界面下，嵌入了非常强大的数值方法和设计校核，所有这些都来自一个综合数据库。这种集成意味着您只需要创建一个包含管道系统和支撑结构系统的单一模型，从而减少管道布局和结构支撑之间出现差异的可能性。

所有的组件都集成到一个基于Windows图形用户界面的多功能分析和设计校核程序中，而不需要外部模块。模型一部分的变化对另一部分产生的影响是即时的和自动的。集成的组件包括：

•       绘制（建立模型）

•       基于有限元的线性静力和动力分析

•       基于有限元的非线性静力和动力分析

•       输出显示和生成设计报告

•       设计校核

•       弹簧支吊架选型

1.4 建模功能

CSiPlant模型被理想化为管道、框架、连接和点“对象”的集合。这些“对象”用于表示管道、法兰和阀门等管道组件、管架及各种类型的管道支吊架等结构。管道和框架的基本几何是参照简单的三维轴网系统定义的。使用相对简单的建模技术，可以考虑非常复杂的管道系统和支撑结构。

管道系统及其支撑结构系统的形状可以是完全任意的，计算结果能够准确地反映系统的扭转行为，该方案实现了完全的三维位移兼容性。

可以通过单击界面上的图标按钮或键盘键入插入命令快速创建管道系统，CSiPlant将在绘制管道时使用用户定义的规则自动放置弯头、三通和异径管。

固定架、弹簧、导向、阻尼器、阀门、法兰、端部封头等支吊架和管道组件可以从内置的库中选择，或由用户手动定义。可以通过单击界面上的图标按钮将这些组件插入到模型中。管道系统可能具有一致的、部分一致的、梯形的温度荷载，或者可能具有压力荷载。通过自动计算的端部偏移考虑梁和柱的变形对结构刚度的影响。

可通过指定节点，将管道连接到支撑结构上。在这些节点上，应使用非线性两点管道支吊架。一旦指定，管道和框架单元之间将传递荷载，工程师则能够判断管道和支撑结构之间的相互影响。

CSiPlant还具有广泛的导入功能，可直接链接到SAP2000，并通过SAP2000链接到StaadPro、SACS和StruCad*3D。这样，管道和结构模型就可以组合成一个CSiPlant模型，用于管道和结构的耦合分析和设计，为管道和结构工程师提供更真实的分析结果。

1.5 分析功能

CSiPlant可以对用户施加的竖向、横向、压力和温度荷载进行静力分析。这些荷载可在任意数量的荷载工况下组合，每个荷载工况可以具有不同的用户定义的质量源。

在进行非线性分析时，CSiPlant提供了多种旨在提高模型精度的功能。CSiPlant在各种非线性分析类型中都支持非线性边界条件和非线性支撑。多线性塑性边界条件可用于球型补偿器、套筒补偿器、管接头的建模，或用于埋地管道分析中土壤的建模。各种非线性支撑类型包括间隙、鞍座、管鞋和导向支撑等。

CSiPlant还提供非线性荷载序列，也称为荷载步，允许用户使用不同的荷载模式运行顺序的非线性分析，以模拟不同的荷载步工况，例如，在已经运行的系统中使支线运行。

P-Delta和大变形几何非线性选项可用于任何的线性或非线性分析。

CSiPlant可进行屈曲分析，以校核夹套管道、玻璃钢管、塑料管、薄壁管道、海底管道和埋地管道的侧向和隆起稳定性，或其它任何需关注屈曲的管道。

各种静力荷载工况的结果可以相互组合，也可以与反应谱或时程分析的动力结果组合。

CSiPlant能够计算三维振型和频率、模态参与系数、方向系数和质量参与系数。

输出结果可以以图形方式查看、以表格形式显示、编译成设计报告或导出到数据库文件。输出类型包括反作用力、单元力、振型和参与系数、静力和动力节点位移等。

CSiPlant使用SAPFire™求解器，该求解器也是CSI公司其它分析软件的求解器，其利用最新的数值技术，提供难以置信的快速求解并几乎不受模型大小的限制。

1.6 设计功能

        管道的设计校核可根据行业标准ASME B31规范进行。