AIPIPE是由天洑軟件自主研發(fā)的一款智能管道設(shè)計運維一體化平臺，它的定位是面向能源電力、石油化工、核電水利等相關(guān)領(lǐng)域的管網(wǎng)系統(tǒng)，打造集力學(xué)分析、優(yōu)化設(shè)計、健康監(jiān)測運維服務(wù)于一體的智能管道平臺。
AIPIPE依托天洑軟件有限元核心算法，與管道行業(yè)深度融合，于2022年1月正式推出AIPIPE 2022R1版本，能夠?qū)崿F(xiàn)管道建模、特殊元件處理、管道靜力分析、應(yīng)力校核、彈簧選型等相關(guān)功能。AIPIPE主要功能特色包括：
① 通暢的流程模塊設(shè)計；
② 瞄準(zhǔn)管道分析的核心；
③ 精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)管理；
AIPIPE將管道建模、工況組合設(shè)計、求解計算、后處理與可視化等管道分析核心模塊進行合理的關(guān)聯(lián)，各模型既相對獨立又可進行合適的數(shù)據(jù)與命令傳遞，避免了“一個模塊一個新頁面”造成的多頁面疊加，提高了頁面交互的便捷性，流程通暢、易上手，盡可能降低軟件學(xué)習(xí)成本。
對于仿真軟件而言，建模功能極其考驗軟件的交互設(shè)計。AIPIPE針對管道分析的特點，將管道建模涉及的各類參數(shù)進行合理分區(qū)，即保證交互頁面符合用戶習(xí)慣，又保證數(shù)據(jù)分類條目清晰，從而提高建模效率。
圖1 建模面板
AIPIPE圍繞管道分析的技術(shù)核心，應(yīng)用“梁單元”理論，開發(fā)了能夠處理彎頭、異徑管、剛性件、三通等特殊元件專用單元庫。同時，圍繞管道規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)了彈簧選型、批量設(shè)計工況分析、應(yīng)力校核等關(guān)鍵管道設(shè)計功能。
在實際的管道分析中，通常一次性完成管道各類工況的分析，不同工況之間存在數(shù)據(jù)傳遞，并且根據(jù)不同工況的設(shè)定自動完成相應(yīng)的設(shè)計和校核工作。AIPIPE根據(jù)這一特點，開發(fā)了專門的工況管理模塊，可以自動完成工況調(diào)度、設(shè)計選型、校核、數(shù)據(jù)傳遞等工作，最大程度上減少用戶軟件操作量和后處理工作。
圖4 各類管道元件與約束
由于管道設(shè)計的特殊性，每一根管道都會涉及幾何、材料、元件、載荷與約束、環(huán)境等各類條件共計200多項參數(shù)，整個管網(wǎng)龐大數(shù)據(jù)量需要進行合理的管理，做到好用、不誤用，才能實現(xiàn)有效的建模與分析。另外，AIPIPE還集成了300種材料數(shù)據(jù)庫、國產(chǎn)可變彈簧標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，并能夠解析CII等模型數(shù)據(jù)，具備精準(zhǔn)、高效的數(shù)據(jù)管理能力。
AIPIPE整個設(shè)計架構(gòu)的核心是數(shù)據(jù)管理。以材料庫的搭建為例，同一種材料在不同的規(guī)范分類中性能參數(shù)會有明顯的差異，這就要求材料庫需要以管道規(guī)范作為重要分類。另一方面，材料的剛度、強度參數(shù)、膨脹系數(shù)等與溫度是強關(guān)聯(lián)的，然而溫度是用戶自行定義，這就意味著幾百種材料的各類參數(shù)都需要構(gòu)建溫度影響模型。AIPIPE在整個數(shù)據(jù)管理中，始終關(guān)注各類參數(shù)的關(guān)系，搭建出龐大的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)關(guān)系網(wǎng)、局部數(shù)據(jù)與模型整體數(shù)據(jù)映射模型庫，力求精準(zhǔn)高效。
圖5 AIPIPE材料庫
在強大數(shù)據(jù)管理能力下，無論是建模模塊還是后處理可視化等模塊，AIPIPE均提供了各類數(shù)據(jù)報表的快速查詢按鈕，用戶可以隨時查閱到模型數(shù)據(jù)。即便是多工況處理結(jié)果，也可以輕松進行不同工況數(shù)據(jù)的切換讀取。此外，視口的模型和結(jié)果分布云圖同樣能任意切換。AIPIPE的這些設(shè)計，旨在盡可能地縮短用戶和模型各類數(shù)據(jù)之間的距離，幫助用戶減少設(shè)計差錯、快速定位設(shè)計缺陷，進而提高設(shè)計效率。
圖7 計算結(jié)果數(shù)據(jù)
圖8 彈簧選型結(jié)果
圖9 應(yīng)力校核結(jié)果
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