АСТРА-НОВА

Комплекс программ АСТРА-НОВА'2023™ для автоматизированных расчетов трубопроводных систем и деталей по выбору основных размеров, на статическую и циклическую прочность, на сейсмические воздействия, вибропрочность и неустановившиеся динамические процессы в соответствии с российскими нормативными требованиями.

АСТРА-АЭС™ (аттестационный паспорт НТЦ ЯРБ Ростехнадзора № 292 от 28.12.2021) – ПНАЭ Г-7-002-86. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. МТ-Т.0.03.326-13. Методика расчётного анализа сейсмостойкости элементов действующих АЭС в рамках метода граничной сейсмостойкости.

АСТРА-ТЭС™ (сертификат соответствия органа по сертификации ООО «Лидер» № РОСС RU.HA39.H01084 от 24.08.2022) – РД 10-249–98. Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды.

АСТРА-НЕФТЕХИМ™ (сертификат соответствия органа по сертификации ООО «Лидер» № РОСС RU.HA39.H01084 от 24.08.2022) – РТМ 38.001–94. Указания по расчету на прочность и вибрацию технологических стальных трубопроводов. ГОСТ 32388-2013 Трубопроводы технологические. Нормы и методы расчета на прочность, вибрацию и сейсмические воздействия.

АСТРА-ТЕПЛОСЕТЬ™ (сертификат соответствия органа по сертификации ООО «Лидер» № РОСС RU.HA39.H01084 от 24.08.2022) – РД 10-400–01. Нормы расчета на прочность трубопроводов тепловых сетей. ГОСТ Р 55596-2013. Сети тепловые. Нормы и методы расчета на прочность и сейсмические воздействия.

АСТРА-МАГИСТР™ (сертификат соответствия органа по сертификации ООО «Лидер» № РОСС RU.HA39.H01084 от 24.08.2022) – СНиП 2.05.06-85, СП 36.13330.2012. Магистральные трубопроводы. ГОСТ Р 55989-2014. Магистральные газопроводы. Нормы проектирования на давление свыше 10 МПа. ГОСТ Р 55990-2014. Месторождения нефтяные и газонефтяные. Промысловые трубопроводы. Нормы проектирования.

АСТРА-СВД™ (сертификат соответствия органа по сертификации ООО «Лидер» № РОСС RU.HA39.H01084 от 24.08.2022) – РТМ 26-01-44-78. Детали трубопроводов на давление свыше 10 до 100 МПа. ГОСТ Р 55600-2013. Трубы и детали трубопроводов на давление свыше 100 до 320 МПа. Нормы и методы расчета на прочность.

АСТРА-СУДПРОМ™ (сертификат соответствия органа по сертификации ООО «Лидер» № РОСС RU.HA39.H01084 от 24.08.2022) – РД 5Р.4322-86. Трубопроводы судовые. Методика расчетов на статическую и малоцикловую прочность. РД 5Р.5137-73. Фланцевые соединения судовых трубопроводов и систем. Методика и нормы расчета на прочность и плотность.

АСТРА-СТАДИО™ (аттестационный паспорт НТЦ ЯРБ Ростехнадзора № 292 от 28.12.2021) – уточненный расчет температурного и напряженно-деформированного состояния, статической и циклической прочности и сейсмостойкости элементов-деталей трубопроводов: тройников, отводов, переходов, линзовых компенсаторов и др. (криволинейные оболочечные и трехмерные схемы метода конечных элементов в упругой и упруго-пластической постановках).

Уникальное «семейство» программных комплексов АСТРА-НОВА’2023™ обеспечивает автоматизированные расчеты деталей трубопроводов по выбору основных размеров и поверочные расчеты произвольных пространственных разветвленных и протяженных, низко (крио-), средне (низко)- и высокотемпературных, надземных (на опорно-подвесной системе), наземных, подземных и подводных трубопроводных систем на статическую и циклическую прочность, на сейсмические воздействия, вибропрочность и неустановившиеся динамические процессы в соответствии с требованиями действующих российских нормативных документов:

АСТРА-АЭС™ – ПНАЭ Г-7-002-86. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. МТ-Т.0.03.326-13. Методика расчётного анализа сейсмостойкости элементов действующих АЭС в рамках метода граничной сейсмостойкости. ГП «НАЭК „ЭНЕРГОАТОМ“, 2013 г.
АСТРА-ТЭС™ – РД 10-249–98. Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды.
АСТРА-НЕФТЕХИМ™ – РТМ 38.001-94. Указания по расчету на прочность и вибрацию технологических стальных трубопроводов. ГОСТ 32388-2013 Трубопроводы технологические. Нормы и методы расчета на прочность, вибрацию и сейсмические воздействия.
АСТРА-ТЕПЛОСЕТЬ™ – РД 10-400–01. Нормы расчета на прочность трубопроводов тепловых сетей. ГОСТ Р 55596-2013. Сети тепловые. Нормы и методы расчета на прочность и сейсмические воздействия.
АСТРА-МАГИСТР™ – СНиП 2.05.06-85, СП 36.13330.2012. Магистральные трубопроводы (с авторской доработкой в части расчетной оценки прочности). ГОСТ Р 55989-2014. Магистральные газопроводы. Нормы проектирования на давление свыше 10 МПа. ГОСТ Р 55990-2014. Месторождения нефтяные и газонефтяные. Промысловые трубопроводы. Нормы проектирования.
АСТРА-СВД™ – РТМ 26-01-44-78. Детали трубопроводов на давление свыше 10 до 100 МПа. ГОСТ Р 55600-2013. Трубы и детали трубопроводов на давление свыше 100 до 320 МПа. Нормы и методы расчета на прочность (с авторской доработкой в части расчета трубопроводных систем и напряжений в деталях).
АСТРА-СУДПРОМ™ – РД 5Р.4322-86. Трубопроводы судовые. Методика расчетов на статическую и малоцикловую прочность. РД 5Р.5137-73. Фланцевые соединения судовых трубопроводов и систем. Методика и нормы расчета на прочность и плотность

В комплексах реализован единый алгоритм расчета трубопроводов (определение перемещений, нагрузок на опоры и усилий в сечениях) как линейно-упругих пространственных многократно статически неопределимых стержневых систем, сочетающий суперэлементный подход метода перемещений, методы начальных параметров и прогонки (для каждого суперэлемента) и альтернативные методики решения динамических задач. Учитывается повышенная оболочечная податливость тонко- и среднестенных криволинейных труб (эффекты Кармана), тройниковых соединений и штуцерных врезок, линзовых/сильфонных компенсаторов. Расчет подземных трубопроводов бесканальной прокладки опирается на результаты численных и экспериментальных исследований трехмерных нелинейных систем «трубопровод-изоляция-грунт». Значимые собственные частоты и формы колебаний в требуемом частотном диапазоне определяются из решения частной проблемы собственных значений методом блочного Ланцоша. Динамические расчеты (сейсмические, вибрационные и на неустановившуюся динамику) выполняются как спектральным методом с суперпозицией реакций по всем вычисленным или по выбранным собственным формам колебаний, так и, начиная с релиза 202005 — прямыми методами (в частности, для неустановившихся колебаний ТС — прямым интегрирование по времени уравнений движения неявным разностным методом Ньюмарка, для установившихся моно/полигармонических вибраций — прямым (полным) методом).

Принципиальный шаг сделан в уточненном учете статических и динамических характеристик сложных подсистем (детали, опорные конструкции и оборудование) в составе общей суперэлементной модели трубопроводной системы – формирование и использование так называемых редуцированных матриц влияния суперэлементов (Крейга-Бемптона, жесткости, масс, нагрузок).

Реализован и широко используется наукоемкий и практически полезный уточненный трехмерный конечноэлеменный расчет температурного и напряженно-деформированного (статического и сейсмического) состояний, статической, сейсмической и циклической прочности типовых деталей-элементов трубопроводов: сварных, с накладками, наплавкой и штампованных тройников, отводов (гибов, колен, секторных) с учетом влияния присоединенных труб, эллиптичности и разностенности, конических концентрических и эксцентрических переходов, линзовых и сильфонных компенсаторов.

Впервые в отечественной практике достигнут качественно новый уровень комплексного автоматизированного расчетного обоснования статической и циклической прочности, сейсмостойкости, вибрационной и динамической прочности на доступных компьютерах: трубопроводные системы произвольной сложности можно (и следует) оперативно и точно моделировать с использованием преимуществ современных численных методов, Windows- и САПР-технологий, анализировать в полном соответствии с требованиями действующих российских норм и оптимизировать по прочностным критериям, не прибегая к вынужденным и, зачастую, необоснованным упрощениям и умолчаниям.

Любой отраслевой комплекс семейства АСТРА-НОВА™ состоит из следующих программных модулей:

ПРЕ-АСТРА – многофункциональный „препроцессор“ комплекса, учитывающий разнообразные „традиции“ различных отраслей, имеющий диалоговые многооконные режимы задания, генерацию и визуализацию рациональных пространственно-стержневых расчетных моделей трубопроводных систем (с возможностями использования баз данных по материалам, опорам, пружинным подвескам и фланцевым соединениям, ранее заданных моделей, расстановки опор и распределение динамических степеней свободы). Реализована совместимость с предыдущими версиями АСТРА-НОВА, другими программами расчета трубопроводов (СТАРТ, CAESAR II) и универсальными расчетными ПК (ANSYS, СТАДИО), двусторонний интерфейс с САПР ПГС (CADWorx/PIPE, SmartPlant, Plant 3D, …), поиск и отображение коллизий (пересечений, касаний и недопустимо малых зазоров труб). Пользователь может визуализировать компоновку трубопроводной системы, оперируя понятиями „прямая труба“, „отвод“, „тройник“, „опора“, „пружина“, «демпфер « и др., используя базы данных и ранее заданные проекты. Оптимальная расчетная суперэлементная модель трубопровода генерируется автоматически с возможностью дальнейшей корректировки пользователем;

АСТРА-ДЕТАЛЬ – расчет по выбору основных размеров деталей в соответствии с требованиями отраслевых российских Норм. Реализован расчёт деталей трубопроводов – прямых труб, отводов (гибов), переходов, тройников и крышек/днищ – на действие давления. Предусмотрено два вида расчета:

выбор минимальной расчетной и номинальной (с учетом прибавок) толщины стенки деталей;
выбор деталей, подходящих по толщине стенки, из сортаментов.

АСТРА-СТАЦ – расчет на статическую и циклическую прочность крио-, низко-, средне- и высокотемпературных трубопроводов. Реализованы режимы задания или рационального выбора характеристик пружинных подвесок и опор из сортамента МВН, ОСТ, LISEGA, «спецпружин», пружин постоянного усилия и пружин пользователя. Предусмотрены все практически значимые виды прочностных расчетов (в том числе, с учетом трения в опорах по двум альтернативным методикам) на нормативно регламентируемые сочетания квазистатических и малоцикловых нагрузок для всех режимов эксплуатации. Для тяжело нагруженных отводов (колен и гибов), тройников (врезок) и линзовых компенсаторов выполняется расчет напряжений и прочности по уточненным методикам. Допускается задание опор в местной системе координат, учет отрыва трубопровода от опор, «нестандартных» опор (с зазорами и трением по произвольным направлениям) и стержневых элементов произвольного сечения (для моделирования, например, сложных опорных конструкций совместно с трубопроводом). Для АСТРА-ТЕПЛОСЕТЬ и -МАГИСТР реализованы уточненные алгоритмы расчета подземных трубопроводов с бесканальной прокладкой, аналогичные используемым в Еврокодах. Предусмотрена также проверка общей устойчивости подземных и наземных трубопроводов и местной устойчивости стенки трубопровода.

АСТРА-ФОРМ – определение значимых собственных частот и форм колебаний трубопроводной системы произвольной кратности в заданном частотном диапазоне (модуль необходим и как «препроцессор» программ спектрального блока динамических расчетов – -СЕЙСМ, -ВИБР и -ДИН), в том числе, с учетом статического «статуса» опор односторонних и (или) трения, включая подземные трубопроводы. Одна из безусловных «фишек» нашего комплекса;

АСТРА-СЕЙСМ – расчет на сейсмические воздействия, заданные одно- или многокомпонентными спектрами ответа (линейно-спектральный подход) или ответными акселерограммами (интегрирование по времени) на отметках крепления, с учетом всех значимых собственных частот и форм колебаний системы, а также вклада высших форм. Реализованы также расчет на «высокочастотное» воздействие и автоматизированный режим рациональной расстановки и учета сейсмоопор. Результаты: сейсмические перемещения, ускорения, усилия, нагрузки и напряжения, оценка сейсмостойкости; По многочисленным запросам «атомщиков» реализована методика расчётного анализа сейсмостойкости элементов действующих АЭС в рамках метода граничной сейсмостойкости (МТ-Т.0.03.326-13);

АСТРА-ВИБР – расчет на вибропрочность для режимов установившихся вынужденных колебаний. Предусмотрено два вида расчета: определение допускаемых амплитуд (нормировка) виброперемещений по каждой учитываемой собственной форме и оценка амплитуд виброперемещений, напряжений и нагрузок, вибропрочности и долговечности при заданных вибродинамических нагрузках;

АСТРА-ДИН – расчет неустановившихся вынужденных колебаний при заданных динамических нагрузках для различных переходных и аварийных режимов эксплуатации (открытие-закрытие клапанов, пропуск снарядов и т.п.);

АСТРА-СЕЙСМ+ — New! – расширенный «аналог» АСТРА-СЕЙСМ для динамического расчета на акселерограммы методом прямого интегрирования по времени (неявная разностная схема Ньюмарка) с адекватным учетом сосредоточенных вязкоупругих демпферов;

АСТРА-ВИБР+ — New! – расширенный «аналог» АСТРА-ВИБР для расчета установившихся моно/полигармонических колебаний прямым (полным) методом с адекватным учетом сосредоточенных вязкоупругих демпферов;

АСТРА-ДИН+ — New! – расширенный «аналог» АСТРА-ДИН для динамического расчета методом прямого интегрирования по времени (неявная разностная схема Ньюмарка) с адекватным учетом сосредоточенных вязкоупругих демпферов;

ПОСТ-АСТРА – «постпроцессор», включающий выдачу развернутых и компактных выборочных таблиц результатов статических и динамических расчетов (на русском и/или английском языках), визуализацию расчетной модели, перемещений, нагрузок на опоры, усилий и напряжений в элементах, коллизий в деформированных состояниях, анимацию собственных форм и вынужденных колебаний (вывод на монитор, принтер, плоттер, в Word или в dxf-файл для последующей работы в AutoCAD’е), генерация отчета с исходными данными и результатами расчетов в форматах HTML, Word и др.;

АСТРА-СТАДИО – уточненный расчет температурного и упругого напряженно-деформированного состояний, статической, сейсмической и циклической прочности типовых деталей-элементов трубопроводов: сварных, с накладками, наплавкой и штампованных тройников, отводов (гибов, колен, секторных) с учетом влияния присоединенных труб, эллиптичности и разностенности, конических концентрических и эксцентрических переходов, линзовых и сильфонных компенсаторов, сварных соединений, труб с изоляцией в грунте и т.п. Подсистема обладает собственным развитым диалоговым пре- и постпроцессором, связана с базой данных типовых элементов, требует лишь необходимого минимума информации для генерации оптимальных пространственно-оболочечных и трехмерных расчетных моделей; вычислительным «ядром» служит мощный конечноэлементный комплекс СТАДИО™ (разработка НИЦ СтаДиО), содержащий обширную библиотеку представительных оболочечных и объемных криволинейных конечных элементов, прямых и итерационных «решателей» СЛАУ больших размерностей и альтернативных табличных, графических, визуальных и анимационных форм представления результатов расчетов;

Нововведение АСТРА-СТАДИО! Трехмерный многоэтапный упругопластический расчет (билинейная или реальная диаграмма деформирования материала) по ассоциированному закону течения с изотропным упрочнением, включающий важные практические приложения:

1) учет автофретирования (давление автофретирования — разгрузка — давление эксплуатационное) для основных толстостенных деталей трубопроводов высокого/сверхвысокого давления (трубы, отводы, тройники);

2) оценка предельных нагрузок (только давления — для ¼ модели с учетом симметрии, произвольной нагрузки — для полной модели) для тройниковых соединений и других деталей с существенно неоднородным НДС по современному интегральному энергетическому критерию статической прочности – максимума скорости изменения удельной пластической работы, а также по локальному критерию двойного упругого наклона.

АСТРА-РАЗР – расчет последствий мгновенного аварийного разрыва трубопровода, в том числе — пространственно-временное распределение гидродинамических нагрузок, движение трубопроводов с учетом больших перемещений и пластических деформаций, оценка ударных нагрузок на опоры-ограничители и близлежащие системы (исследовательский модуль, используется для решения наукоемких проблем и только в НИЦ СтаДиО)