Schraube Hochbeanspruchte Mehrschraubenverbindungen berechnen

Die VDI-Gesellschaft Produkt- und Prozessgestaltung (GPP) hat Richtlinienentwurf VDI 2230 Blatt 2 herausgebracht. Darin wird beschrieben, wie der Konstrukteur bei der Berechnung hochbeanspruchter Mehrschraubenverbindungen vorgehen soll.

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Die Richtlinie VDI 2230 Blatt 1 "Systematische Berechnung hochbeanspruchter Schraubenverbindungen – Zylindrische Einschraubenverbindungen" gilt als Standardwerk zur Berechnung hochfester Einschraubenverbindungen. Sie setzt voraus, dass die wirkenden Belastungsgrößen bekannt sind. In der Praxis sind aber Mehrschraubenverbindungen die Regel. Hier muss vor der Berechnung zunächst ermittelt werden, welche der Schrauben die höchste Belastung erfährt und wie groß diese ist.

Finite-Elemente-Methode verbessert Qualität der Berechnungsergebnisse

Die VDI-Gesellschaft Produkt- und Prozessgestaltung (GPP) beschreibt jetzt im Richtlinienentwurf VDI 2230 Blatt 2 "Systematische Berechnung hochbeanspruchter Schraubenverbindungen; Mehrschraubenverbindungen", wie der Konstrukteur dabei vorgehen soll. Die Richtlinie stellt analytische und numerische Ansätze zur Ermittlung der Lastverteilung sowie der Belastungsgrößen an Mehrschraubenverbindungen dar und zeigt auf, wie diese jeweils mit dem Nachweis für die einzelne Schraube nach VDI 2230 Blatt 1 verknüpft werden können. Besonderen Raum nimmt dabei eine softwareunabhängige Betrachtung der Finite-Elemente-Methode (FEM) ein, deren Verwendung bei geeigneter Modellierung die Qualität der Berechnungsergebnisse deutlich verbessern kann.

Konstrukteur verifiziert Ergebnisse

Die Vielzahl möglicher Konfigurationen verwirft zwar jeden Anspruch auf Vollständigkeit und die Richtlinie bezieht sich explizit nur auf Stahlschrauben der Festigkeitsklassen 8.8 bis 12.9 bzw. 70 und 80 sowie auf kraftschlüssige Übertragung von Betriebslasten, die an den verspannten Bauteilen bzw. der Struktur angreifen. Der Inhalt kann jedoch sinngemäß auch auf andere Werkstoffe und Festigkeitsklassen angewendet werden. In jedem Fall bleibt die Verantwortung für die Verifizierung der Ergebnisse beim Konstrukteur – der wird es allerdings mit dieser Richtlinie leichter haben, auch bei komplexen Verbindungen den Überblick zu behalten.

Der Entwurf der Richtlinie VDI 2230 Blatt 2 "Systematische Berechnung hochbeanspruchter Schraubenverbindungen; Mehrschraubenverbindungen" ist ab jetzt zum Preis von 100, 20 Euro beim Beuth Verlag in Berlin erhältlich. (jup)

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