Numerical investigations on the influence of the nominal hole clearance on the plate resilience of high strength preloaded bolted joints

• Published in: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 2024-12, Vol.55 (12), p.1687-1706
• Main Authors: Dörre, M, Glienke, R, Kalkowsky, F, Wegener, F, Flügge, W
• Format: Article
• Language: ger
• Subjects: Bolted joints; Clearances; Mechanical engineering; Pressure distribution; Resilience
• ISSN: 0933-5137; 1521-4052
• DOI: 10.1002/mawe.202300382

Geschraubte Verbindungen stellen insbesondere für Mischbauweisen, endbeschichtete Halbzeuge, aber auch für wartungsgerechte Konstruktionen ein hocheffizientes Fügeverfahren dar, welches die konstruktive Gestaltung maßgeblich beeinflusst. Für die Bemessung solcher Verbindungen in den Bereichen des Maschinen‐ und Anlagenbaus bildet die VDI 2230–1 die Berechnungsbasis. Um Problemen der Form‐ und Lagetoleranzen in der Montage von Bauteilen und Baugruppen zu begegnen und so den reibungslosen Fertigungsablauf zu ermöglichen, werden Durchgangslöcher in den Bauteilen oftmals als übergroße Rund‐ oder Langlöcher ausgeführt. Das erhöhte Nennlochspiel findet in den Rechenschritten R0 bis R13 zur Berechnung hochbeanspruchter zylindrischer Einschraubenverbindungen nach der VDI Richtline 2230–1 jedoch keine Berücksichtigung, was zu einer Überdimensionierung oder Hilfskonstruktionen führt. Oftmals lässt sich die Nachweisführung in der Praxis nur durch kostenintensive Einzelfalluntersuchungen auf Basis von Versuchen stützen. Die in diesem Beitrag gezeigten Untersuchungen zur Bestimmung der Druckverteilung in der Trennfuge, der Schraubennachgiebigkeit sowie des Einflusses der Lochgeometrie auf die Plattennachgiebigkeit haben die Bereitstellung einer grundlegenden Datenbasis für die Erarbeitung eines analytischen Berechnungsmodells nach VDI 2230–1 für Schraubenverbindungen mit erhöhtem Nennlochspiel zum Ziel.