Детали, составляющие отдельные узлы, соединяются друг с другом, образуя более крупные структурные единицы, совокупность которых приводит к образованию всего многообразия машин, механических устройств, строительных и машиностроительных конструкций. Способы таких соединений разнообразны, так же как и методы их инженерного расчета и проектирования. Соединения бывают резьбовыми, сварными, заклепочными и т.п.

Все эти типы соединений могут быть спроектированы с помощью модуля APM Joint. При расчете машиностроительных соединений используются общеизвестные методики. Расчет соединений элементов строительных конструкций проводится с учетом специфики такого рода соединений.

Модуль APM Joint интегрирован в линейку разрабатываемых в НТЦ АПМ программных продуктов. Такая интеграция предполагает свободную передачу данных в APM Joint из других программных модулей, составляющих системы APM Civil Engineering и APM WinMachine. Такой подход позволяет существенно ускорить процессы проектирования и исключить появление возможных ошибок.

Кроме того, модуль APM Joint, дополненный базами данных, может функционировать и как самостоятельный программный продукт.

Функциональные возможности APM Joint

Модуль APM Joint предназначен для выполнения проектировочного и проверочного расчетов соединений с целью выбора наилучших конструктивных вариантов. Это обеспечивается:

• наличием полнофункционального плоского графического редактора;
• возможностью импорта геометрической информации через формат DXF из сторонних графических редакторов;
• наличием функций задания нагрузок различных типов;
• формированием отчетов с результатами расчета, которые можно сохранять в формате RTF;
• использованием настраиваемых баз данных материалов и других стандартных параметров при задании исходных данных и в процессе расчета;
• возможностью настройки модуля APM Joint под требуемые стандарты.

Решаемые задачи

I. Проектировочный расчет

По заданным геометрическим параметрам, действующим нагрузкам и материалам определяются:

• диаметры винтов (болтов, шпилек) для группового резьбового соединения;
• катет сварного шва для сварного соединения;
• диаметр сварной точки точечного соединения;
• допуски линейных размеров и подбор посадки для соединений с натягом;
• линейные размеры шпонок, шлицев, профильных, клеммовых и штифтовых соединений.

II. Проверочный расчет

По заданным геометрическим параметрам, действующим нагрузкам и материалам определяются коэффициенты запаса статической и усталостной прочности.

Типы рассчитываемых и проектируемых соединений

1. Резьбовые групповые соединения при произвольном нагружении, установленные в отверстиях с зазором и без зазора.

2. Сварные соединения следующих типов:

• стыковые;
• нахлесточные;
• тавровые стыковым швом;
• тавровые угловым швом;
• угловые;
• точечной сваркой.

3. Заклепочные соединения

4. Соединения деталей цилиндрической формы:

• с натягом (цилиндрические и конические);
• шпоночные (призматической, сегментной, клиновой и тангенциальной шпонкой);
• шлицевые (прямобочные, эвольвентные, треугольные);
• штифтовые (осевые и радиальные);
• профильные соединения различных типов;
• клеммовые соединения различных исполнений.

Типы нагрузок:

• статические силы и моменты;
• переменные по времени силы и моменты.

Критерии расчетов:

Резьбовые соединения с зазором рассчитываются по следующим критериям:

• статической прочности на растяжение;
• выносливости; 
• нераскрытия стыка.

Резьбовые соединения без зазора рассчитываются по критериям:

• статической прочности на сдвиг;
• выносливости;
• несдвигаемости.

Сварные стыковые соединения рассчитываются из условия статической и усталостной прочности по нормальным напряжениям.

Сварные нахлесточные соединения рассчитываются по условию статической и усталостной прочности по касательным напряжениям.

Сварные тавровые соединения стыковым швом рассчитываются исходя из условия статической и усталостной прочности по нормальным напряжениям.

Сварные тавровые соединения угловым швом рассчитываются из условия статической и усталостной прочности по касательным напряжениям.

Сварные угловые соединения рассчитываются из условия прочности по касательным напряжениям.

Сварные соединения точечной сваркой рассчитываются исходя из статической прочности на сдвиг.

Цилиндрические и конические соединения с натягом рассчитываются по критерию статической прочности, а также по условиям нераскрытия стыка и несдвигаемости.

Шпоночные, шлицевые и профильные соединения рассчитываются на прочность смятия контактирующих поверхностей.

Клеммовые соединения рассчитываются по критерию несдвигаемости.

Штифтовые соединения рассчитываются по условию прочности на срез и смятие.

Стоит отметить, что с целью повышения точности вычислений при расчетах наиболее ответственных соединений можно использовать не только инженерные методы, но и МКЭ (метод конечных элементов) – такие расчеты можно выполнить с помощью модуля APM Structure3D.

Вверх