Caesar II应力分析软件PCF接口探索

在国内的各大化工设计院中，Caesar II作为一种管道应力分析软件，是管道机械专业的必备工具，得到了十分广泛的应用。Caesar II最初是由美国COADE公司研发的专业软件。而COADE公司于2010年被美国鹰图Intergraph公司收购，作为其下属COADE计算部继续进行Caesar II软件的开发与维护。

近年来，化工项目日趋大型化，管道机械专业承担的计算工作量越来越繁重。如何能够减少重复、提高工作效率，摆在每个管机设计人员面前。因而，本文结合实际工作经验，对Caesar II软件的PCF接口进行详细介绍与说明。

1 PCF文件说明

Caesar II软件提供了一个外部数据接口，允许导入Intergraph Smart 3D PCF文件与一般制图软件(例如AutoPlant)的PCF文件。而PCF文件格式是Alias公司开发的标准图纸交换格式，是一种文本文件，包含管道系统各组件的详细信息，可以用Windows系统自带的notepad程序打开或编辑。

通过PCF Interface模块，Caesar II软件能够处理一个或多个PCF文件，完成PCF文本文件到C2模型文件的转换。如果能够定制详细的PCF接口属性规则，就可以得到完整的、能直接运行的C2管道模型文件，为应力分析工程师提供一种快捷而精确的数据采集方法。进而减少繁重的建模工作，节约大量时间与精力来进行核心的管道应力分析任务。

水稻应该怎么种，才能帮助农民真正实现增产增收？答案是“水稻+”。2018年10月17日，在湖北省洪湖市召开的全国水稻绿色生产技术模式现场观摩交流会上，全国农技推广中心宣布启动实施“水稻+”“551”工程，大力推行“水稻+”绿色高质高效生产模式，力争用5年时间发展到333.33万hm2，实现年产值1 000亿元。

2 PCF接口属性

PCF文件包含以“Component-Attribute-N”形式表示的定制属性。SmartPlant 3D工厂设计软件可以生成由ISO_STRESS PCF配置的PCF文件。该配置可以保证应力分析参数以特定的PCF接口属性表示，具体见表1。例如，可以定义：COMPONENT-ATTRIBUTE1 2.5 MPa，单位放在属性值的后面。但是，如果单位不能被Caesar II识别，就必须把该单位加入到Caesar II软件的单位映射文件中。在转换PCF文件之前，可以通过定制Caesar II内置的4个映射文件(皆位于系统文件夹下)，来达到更好的转换效果。

 

表1 PCF接口属性

  

接口属性应力分析参数COMPONENT-ATTRIBUTE1设计压力COMPONENT-ATTRIBUTE2最高温度COMPONENT-ATTRIBUTE3材料名称COMPONENT-ATTRIBUTE4管道壁厚COMPONENT-ATTRIBUTE5保温层厚度COMPONENT-ATTRIBUTE6保温层密度COMPONENT-ATTRIBUTE7腐蚀裕量COMPONENT-ATTRIBUTE8组件重量COMPONENT-ATTRIBUTE9介质密度COMPONENT-ATTRIBUTE10水压试验压力

3 单位映射文件

Caesar II软件的单位映射文件(PCF_UNITS_MAP.TXT)把PCF属性值的单位映射为一个常量，目的是将其转换为Caesar II内部的英制单位，即“Caesar II内部单位×常量=PCF属性单位”，PCF_UNITS_MAP部分内容见图1。设计人员可以根据需要，按照相同的格式来定制映射文件内未包含的单位。

  

图1 PCF_UNITS_MAP部分内容

4 材料映射文件

Caesar II软件的材料映射文件(PCF_MAT_MAP.TXT)把PCF材料名称映射为一个材料编号(见图2)，且该映射为精确匹配。若未找到匹配项，Caesar II软件将在材料数据库中查找材料名称的“最佳匹配项”。但这种情况极有可能导致错误的映射，故需要特别注意。同样，设计时也可以根据需要，按照相同的格式来定制映射文件内未包含的材料。

积极适应新时代新要求 奋力开创司法所工作新局面——在全国司法所工作会议上的讲话傅政华（2018年第11期）

  

图2 PCF_MAT_MAP部分内容

5 SIF映射文件

相较于PCF接口属性与其他3个映射文件(单位、材料、SIF)的定制而言，约束映射文件与PCF文件SUPPORT NAME属性之间的关联更加繁琐。它要求布置管道专业在使用SmartPlant 3D添加管架时，必须逐一给定管架的约束映射名称，而非其出图时的实际名称。而布置管道专业给定的管架名称一般是“工段号+流水号”的形式。考虑到输入时的错误以及管道上的支架数量(一般工段有几百个、外管工段有上千个)，无论是布管专业还是管机专业哪一方做出妥协来牵就对方的管架名称，都不太现实。

  

图3 PCF_SIF_MAP部分内容

FileStream desFile = new FileStream(newfile, FileMode.Append, FileAccess.Write);

SIF的设置格式：

⑥⑪⑫㉑㉙㉜马 克 思: 《资 本 论 》第 1 卷，人 民 出 版 社 2004 年版，第 587、209、587、229、97、104 页。

其中后3项是可选的，每个参数的含义见表2。同样，设计时也可以根据需要，按照一定的格式来定制映射文件内未包含的SIF类型。

 

表2 SIF参数的含义

  

参数说明SKEY用来标识某组件的使用方式CAESARIISIFTYPECaesarII输入选项“SIFs&Tees”下所列的17种分支类型PAD(可选)补强板厚度,要求带单位Ii(可选)平面内的应力增大系数,无量纲Io(可选)平面外的应力增大系数,无量纲

6 约束映射文件

实际上C2模型计算之前，管机专业并不知道某个管架究竟应该采用何种约束类型。这样C2文件内管架的初始状态只要求是普通的滑动支架即可。鉴于这种情况，本文给出一种修正PCF文件的解决方案(而经过实际检验，该方案完全可行)。

  

图4 PCF_RES_MAP部分内容

Caesar II约束类型的设置格式：

每个参数的含义见表3。同样，设计时也可以根据需要，按照一定的格式来定制映射文件内的约束类型。

  

图5 PCF文件部分内容

 

表3 RES参数的含义

  

参数说明SupportName支架名称,要求按照字符长度由长到短列出,以便达到最好的识别效果N约束数量,N≤4RestraintFunction①CaesarII约束关键词:ANC、GUI、LIM、VHGR、CHGR②全局坐标系平动约束:VERT、EW、NS,可加±号创建单向约束③局部坐标系平动约束:A、B、C,可加±号创建单向约束MU(可选)摩擦系数,无量纲GAP(可选)约束间隙,要求带单位

7 PCF Interface模块

设置完以上4个映射文件之后，便可以使用Caesar II软件的PCF Interface模块，完成PCF文本文件到C2模型文件的转换。该功能模块包含一些选项，具体见表4。

 

表4 PCF Interface选项

  

选项说明CondenseRigids是否将相互连接的刚性件合并为一个单元CondenseTees是否将三通作为一个节点来处理CondenseElbows是否将弯头简化到进出方向上的管道单元中UsePipeMaterialsOnly是否用管道材料代替各个管道组成件的材料属性ModelRotation指定转换后C2模型的旋转角度(0度、+90度、-90度)CombinePCFFiles是否将多个PCF文件转换合并为单个C2文件DiameterLimit指定管径限值,将此口径以下的管道排除(单位是inch)MaterialNumber指定材料编号,将其赋予未以其他方式明确材料属性的管道组成件PipeSchedule/WallThickness指定管道壁厚,将其赋予未以其他方式明确壁厚属性的管道组成件

8 PCF文件修正

Caesar II软件的SIF映射文件(PCF_SIF_MAP.TXT)用来定义管道支管连接分支点(三通、支管台、开孔焊等)的应力增大系数(Stress Intensification Factor，简写SIF)，具体PCF_SIF_MAP部分内容见图3。

Caesar II软件的约束映射文件(PCF_RES_MAP.TXT)把PCF支架名称映射为管道的约束类型(见图4)，即采用何种形式的管架。而具体的支架名称由PCF文件SUPPORT组件下的NAME属性来指定，具体PCF文件部分内容见图5。若NAME属性在约束映射文件中找不到匹配项，Caesar II软件将读取SUPPORT-DIRECTION属性，且其值必须为UP、DOWN、EAST、WEST、NORTH或SOUTH。

(1)定制约束映射文件，给出3种滑动支架约束类型(仅摩擦系数有差别)，具体定制的PCF_RES_MAP内容见图6。可以设置单选按钮来指定所需的约束类型，处理界面见图7。

  

图6 定制的PCF_RES_MAP内容

  

图7 PCF预处理软件界面

(2)仔细观察PCF文本文件可以发现，组件元素(SUPPORT、PIPE、ELBOW等)都是占据一行且没有前导空格。而组件元素内的各个属性也占据一行但存在4个前导空格，正如图5所示。紧接着可以编制程序，先读取原PCF文件，然后检索是否为SUPPORT组件元素。若不是则直接写入新建的PCF文件；若是则将SUPPORT组件写入新文件的同时，直接在其下一行插入定制的NAME属性。继续向下检索，若非NAME属性则直接写入新文件；若是则略过不写入(C#部分代码见下文)。这样操作之后，便将原PCF文件进行了完整复制，但插入了满足管机计算所需的约束信息。

为了研究不同级配类型对抗滑性能的影响，本文选择了AC—13、SMA—13和OGFC—13三种典型的沥青路面表面层的级配类型，三种级配走向如图1。

这对于外管计算而言，意义是相当大的。以前仅修正单个C2文件的管架约束类型以及填写摩擦系数，需1～2小时，而现在仅仅是一瞬间的事情，较大提高管机专业的建模效率。

中国在改革开放不断深化的进程中,根据可持续发展不同阶段的要求及特征,主要从社会—经济—环境方面提出创建可持续发展实验区、生态城市、国家综合配套改革试验区、低碳城市、海绵城市、可持续发展创新示范区、老工业城市和资源型城市产业转型升级示范区等多项计划。城市可持续发展领域的每个概念均有特定的时代背景、目标定位、内涵与侧重点,本章主要根据上述城市的实践特征进行介绍和比较(表1)。

C#部分代码：

(4)高职泛在学习资源需要保证知识点的连贯性和交叉性。知识是相互关联的，不是孤立存在的。而现有的资源多是以课程为单位来建立资源库，课程与课程之间的联系并没有在资源库中体现出来。比如，《数据库系统》和《C#程序设计》这两门课就不是孤立地去学，学完的最终目的是需要用c#程序作为前台和数据库作为后台数据支撑实现一个完整的信息系统。当前的教学资源建设就没有考虑到这一点，而是作为两门独立的课程分别开发。类似的课程还有很多。为了避免所构建的教学资源成为一个个的“信息孤岛”，应该考虑到知识点的交叉性。同时，为了满足高职学生的碎片化学习方式，在开发资源时应该考虑以知识点来进行开发，而不是以课程为单位。

FileStream srcFile = new FileStream(file, FileMode.Open, FileAccess.Read);

随着越来越多的农民工涌向城市，成为城市建设的重要组成部分，农村中小学“留守子女”的比例也越来越高。由于家长常年在外打工，缺乏对“留守子女”的正确引导和有效监护，往往使“留守子女”处于放任自流的状态，行为习惯较差，自控力普遍较弱。农村语文教师要探究激他们学习语文兴趣的措施，这是非常必要的。在近几年的初中语文教学中，我做了一些尝试。

Caesar II软件并没有将SIF单独赋予某一个COMPONENT-ATTRIBUTE，也未以其他方式在PCF文件中进行定义。但通过该映射文件的SKEY关键词，可以识别PCF文件中支管的连接方式并进行相应的SIF设置，以期真实反映管道系统的实际情况。

StreamReader sr = new StreamReader(srcFile, Encoding.Default);

StreamWriter sw = new StreamWriter(desFile, Encoding.Default);

由表4可知，灭菌温度85℃时，酸奶凝乳不完全且质地较稀；灭菌温度90℃时，酸奶凝乳均匀且质地黏稠适当；灭菌温度95℃时，酸奶凝乳不均匀且有乳清析出。因此，产品的最佳灭菌温度为90℃。

string line =sr.ReadLine();

while (line != null){

if (line != "SUPPORT") {

sw.WriteLine(line);

line =sr.ReadLine();

supportName = " NAME SLIDE_U_0"; break;}

continue; }

stringsupportName;

switch (cmboU.SelectedIndex){

case 0:

supportName = " NAME SLIDE_U_3"; break;

case 1:

supportName = " NAME SLIDE_U_1"; break;

sw.WriteLine(line); //写入"SUPPORT"

Clouds approach from southern mountain, heavy snow will fall right away.

default:

在这种教学方法下，有些学生甚至会感觉课堂乏味无趣，所学到的知识也并没有完全理解与融合。但是教师却希望让学生学到更多知识，所以在课堂上会大篇幅地灌输学生自己的想法。教师的这种想法与做法，最终也就引发了教学质量的不断降低。随着经济全球化的发展，多元化教学方式也随之逐渐传入中国。例如：被教师运用最为广泛的一种教学方式——“少教学，多创新”，它不但可以让学生实现用最少的时间取得最大的学习成果，还提高了学生的思考与创新能力。

sw.WriteLine(supportName); //写入"NAME"

在教学方法中，以案例教学为主线，综合运用了传统的讲解式、新颖的PBL教学法、启发式教学等。在教学氛围中以鼓励和引导为主，让实习生在轻松、愉悦的环境中学习和成长。

line =sr.ReadLine();

while (line != null){

if (line.Substring(0, 1) != " ")

break;

char[] space = {' '};

string[] temp =line.Split(space, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);

if (temp[0] == "NAME")

安安被梁诚在美娟面前的卑微和隐忍触动，仿佛那是另一个自己，于是她用尽万般柔情让梁诚拜倒在她的石榴裙下。

line =sr.ReadLine();

else { sw.WriteLine(line);

（3）时间序列模式，该数据挖掘的主要思想是，通过发现按时间顺序查看时间事件数据库，从数据中找出一个或多个相似的时序事件，通过时间序列搜索出重复发生概率较高的一种挖掘模式。发现序列模式便于进行电子商务组织预测客户的查找模式，从而对客户进行针对性的服务。在时序模式中，一个重要影响的方法是相似时序。

line =sr.ReadLine();}}}

sr.close();

sw.close();

9 结语

通过对Caesar II软件PCF接口的探索，并编制相关的预处理软件，大幅减少建模的繁重工作，使其能够将时间与精力集中到管道应力分析上。但要实现Caesar II应力分析软件与SmartPlant 3D工厂设计软件之间真正意义上的无缝衔接，还需要加强同三维管理、布置管道等专业之间的沟通与协作，才能最大程度上保证PCF标准图纸交换格式数据的完整性与准确性，进而提高管机专业的设计质量和工作效率。