Schraubenberechnung

Bei Schraubenverbindungen handelt es sich um äußerst komplexe Verbindungen:

  • zumeist hohe Unsicherheiten der Schraubenvorspannung
  • Reibbeiwerte in der Trennfuge oft nur schätzbar
  • bei klaffender Trennfuge –  Berücksichtigung zusätzlicher Nichtlinearitäten

Dazu kommt, dass Schrauben aufgrund der hohen Kerbwirkung der Gewindegänge empfindlich auf zyklische Lasten reagieren.

FEM Dienstleister - Dienstleistung: Schraubenberechnung (Ansys Ergebnisplot)

Auf dem Gebiet der Schraubenberechnung bieten wir insbesondere die Analyse von Schraubenverbindungen per FE-Simulation an. Zwar steht mit der VDI 2230 (Systematische Berechnung hochbeanspruchter Schraubenverbindungen) eine umfassende Richtlinie zur analytischen Schraubenberechnung zur Verfügung. Für komplexe Schraubverbindungen – vor allem wenn die Verbindung klafft – ist die Richtlinie aufgrund von relativ hohen Unwägbarkeiten nur bedingt geeignet.

Die Beurteilung erfolgt sowohl für Extrem- als auch Ermüdungslasten. Wir berücksichtigen alle relevanten Nichtlinearitäten, zum Beispiel durch:

  • Schraubenvorspannung
  • Trennfugenkontakt (Gleiten und Klaffen der Trennfuge)
  • Nichtlinearer Kraftfluss durch Wälzlagerverbindung

Je nach Aufgabenstellung bedienen wir uns der gebräuchlichen Modellklassen:

  • Modellierung ohne Schraube (üblicherweise nur für nicht durch Fatigue belastete Schrauben mit niedriger Auslastung)
  • Modellierung mit Balken
  • Modellierung mit Volumen unter Vernachlässigung des Gewindes
  • Modellierung mit Volumen unter Berücksichtigung des Gewindes (insbesondere interessant für Sonderschrauben, für die keine Nennspannungen für die Dauerfestigkeit bekannt sind)

 

Alle für die Montage relevanten Daten legen wir in Abstimmung mit dem Kunden fest, wie z.B.:

  • Schraubenschmierung
  • Festigkeitsklasse
  • Mindesteinschraubtiefe (mehr zu diesem Thema finden Sie Hier)
  • Flächenpressung unter dem Schraubenkopf
  • Die nötigen Drehmomente für die drehmomentgesteuerten Verfahren (mehr zu diesem Thema finden Sie Hier)
  • Benötigte Werte für überelastisches Anziehen, hydraulisches Längungsverfahren u.a.