주요 CAE 소프트웨어 소개
응력 해석 소프트웨어, CAESAR II
■ 개발 : HexagonPPM, http://hexagonppm.com
■ 자료 제공 : 이노액티브, 02-6249-4307, http://www.innoepc.com
배관응력 해석은 복잡한 작업이며, 하나의 프로젝트에는 많은 수의 배관 시스템이 있다. 이러한 배관 시스템의 응력 해석을 진행하기 위해서는 많은 시간과 비용이 발생한다. 자중, 내압, 열응력, 바람, 지진 등의 다양한 조건에서 배관계의 안정성을 검토하는 정확하고 빠른 솔루션인 CAESAR II를 사용하여 응력 해석을 진행하기 위한 시간을 줄여주고, 정확한 해석 결과를 얻음으로써 업무 효율을 극대화할 수 있다.
1. 주요 특징
HexagonPPM의 CAESAR II는 1984년 소개된 이래 폭넓게 사용되는 배관응력 해석 소프트웨어이다. CAESAR II는 새로운 배관 시스템을 미리 점검하거나 기존 시스템의 문제 점검, 특수한 아이템을 가진 배관 시스템을 해석할 수 있다. 설계한 배관 시스템이 반복적인 사용에도 무리가 없는지에 대한 피로해석 부분이나, 실제 운영될 때에 배관 시스템의 문제 발생 여부를 먼저 확인하는 작업이 Stress Analysis(배관응력 해석)의 가장 큰 필요성일 수 있다. 이를 체계적으로 구현할 수 있는 프로그램이 CAESAR II이다.
2. 주요 기능
(1) 정적, 동적 해석
■ 해당 코드 또는 장비 공급 업체 허용에 따라 규정된 노즐 부하 준수가 필요한 라인(열교환기, 압력용기, 펌프 연결 시스템).
■ 동적 부하가 적용되는 라인(relief lines, line with large pressure drop at control valves, surge pressure, slug flow, water hammer, modal, harmonic, response spectrum 등)
■ 모든 배관 시스템(강철, FRP, GRP, Fiberglass로 이루어진 모든 배관계)
■ 바람, 파도, 지진, 서포트 해석
(2) 다양한 배관 및 기기, 재질 국제 코드 지원
■ Piping Codes
• ASME B31.1/ B31.3/ B31.8/ B31.9
• BS7159/ ISO 14692
■ Equipment Codes
• API 560/ 610/ 617/ 661
• NEMA SM 23/ WRC 107/ 537/ 297
■ Wind & Seismic Codes
• ASCE/ IBC/ UBC/ KHK
■ Material Databases
• 광범위한 배관 재질을 지원하고 있으며, 데이터베이스에 없는 재질의 경우 사용자가 직접 물성치를 입력하여 새로운 재질을 쉽게 생성, 관리할 수 있다.
(3) 최신의 그래픽 기술로 쉽고 빠른 모델 생성
CAESAR II는 배관응력 해석을 위하여 데이터를 쉽게 입력하고 표시할 수 있다. 또한 입력한 데이터를 각 요소별로 변경하거나, 데이터 세트를 선택하여 쉽게 변경할 수 있다.(배관, Flange, Valve, Equipment etc.)
최신 그래픽 모듈은 해석 결과로부터 문제가 되는 곳을 신속하게 나타내고 배관 시스템을 변경할 수 있는 아이디어를 제공한다. 어떠한 하중조건에서도 해석 모델을 만들어내고 동적인 배관 애니메이션이 가능하다.
(4) 데이터 오류검사와 사용자 정의 리포트 생성
오류검사 기능을 통하여 사용자가 입력한 데이터의 정확성을 판별하여 Human Error를 최소화한다.
리포트를 간결하고 명확하게 엑셀 또는 워드로 출력하여 문서화한다.
(5) Expansion Joint, Spring Support Database & 설계
Expansion Joint 11개와 Spring Support 38개의 제조사 데이터베이스를 지원하고, 이를 통해 쉽고 빠른 모델링과 최적 설계가 가능하도록 도와준다.
(6) 매립배관 해석
몇 가지 토양 데이터 입력만으로 자동으로 빠르게 매립배관 모델을 생성하고, 해석을 수행할 수 있다.
(7) Steel Structure 모델링 지원
배관 뿐만 아니라 스틸(Steel) 구조물 또한 고유의 강성을 가지고 있어, 배관모델과 연결하여 보다 정밀한 해석 결과를 얻을 수 있도록 도와준다.
(8) Isometric 자동화
해석한 모델을 기반으로 Stress Isometric 도면을 자동으로 생성할 수 있다.
3. 도입 효과
(1) 공정변수(운전변수)를 고려한 배관 시스템 최적화
지진의 가속도와 하중에 대한 여러 조건에 따라 발생되는 최대 응력을 해석한 결과에 따르면, 항상 동일한 지점에서 최대 응력이 발생되는 것이 아니라 가속도의 크기와 하중에 대한 여러 케이스에 따라 다른 지점에도 발생할 수 있다. 발생하는 응력을 각 절점에 따라 정확하게 해석할 수 있으며, 구간이 아닌 전체 배관에 대하여 응력이 집중되는 여러 절점의 해석이 가능해 응력이 집중되는 지점에 대한 대책을 세울 수 있다는 장점이 있다.
(2) 국제기준에 맞는 안정적인 배관 시스템 설계
1900년대 이후로 수행한 작업을 기반으로 전세계 엔지니어들에게 신뢰받는 공식이 적용된 설계 코드와의 빠른 비교 적용이 가능하다. 또한 최신의 국제코드를 기반으로 해석을 수행할 수 있다.
(3) 배관 장비의 대형사고 예방
CAESAR II의 배관응력 해석 통하여 설계된 배관 시스템을 시뮬레이션하여 안전성을 검토하고 사고를 예방할 수 있다.
좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다.
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