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Autor Thema:  Schrauben bis zur Dehngrenze anziehen (7523 mal gelesen)
vw-student
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erstellt am: 18. Dez. 2006 12:52    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Mahlzeit.
Bin noch Student und hab mal ne Frage.Wenn ich Dehnschrauben bis zur Dehngrenze anziehe,erziele ich ja den Effekt,dass die Schraubenzusatzkraft gleich null wird.Somit habe ich keine Amplitude mehr.Was ist aber,wenn ich meine Schraube komplett entlaste und erneut voll belaste?Plastifiziert sie dann nicht weiter?Oder versprödet der Werkstoff,aufgrund der zuvorigen Plastifizierung?Hoffe es ist verständlich was ich meine.
Vielen Dank

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Charly Setter
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erstellt am: 18. Dez. 2006 13:05    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für vw-student 10 Unities + Antwort hilfreich

Die Schraube wird mit jedem Anzugvorgang immer länger (und dünner). Deshalb gibt´s ja auch die Vorschrift das die Schrauben nach einer bestimmtem Anzahl von Anziehvorgängen (z.B.: 1,6l TD max. 3 x) zu entsorgen sind.

Sonst kann`s Dir passieren, das Du die Schraube in den Gewindegrund würgst und den Block sprengst  . Bei mir war´s damals allerdings nicht die Schraube, sondern ein Ölpolster in der Bohrung.

Schau mal in der einschlägigen Literatur: Streckgrenzen gesteuertes Anziehen

CUSee You

------------------
Der vernünftige Mensch paßt sich der Welt an;
der unvernünftige besteht auf dem Versuch, die Welt sich anzupassen.

Deshalb hängt aller Fortschritt vom unvernünftigen Menschen ab.
(George Bernard Shaw)

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Doc Snyder
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erstellt am: 18. Dez. 2006 14:21    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für vw-student 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von vw-student:
Wenn ich Dehnschrauben bis zur Dehngrenze anziehe,erziele ich ja den Effekt,dass die Schraubenzusatzkraft gleich null wird.

Oha!    Aus welchem Modell ziehst Du denn diese Erkenntnis? 

------------------
Roland  

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Wyndorps
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erstellt am: 18. Dez. 2006 14:43    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für vw-student 10 Unities + Antwort hilfreich

High Roland,
diese Aussage muss auf irgendeiner von Studenten heiß geliebten Internetseite ( Bücher lesen die nach meiner Erfahrung eher selten bis gar nicht) stehen. Die Aussage wollte mir auch vor kurzem jemand verkaufen. Da aber Berlin nicht zu meinem Einzugsbereich gehört, muss es jemand anders gewesen sein.

Die Antwort auf Deine Modellfrage ist für mich daher wirklich interessant.

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vw-student
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erstellt am: 18. Dez. 2006 14:53    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Zum einen erkenne ich dies im Verspannungsschaubild und zum anderen ist dies eine Aussage meines Profs.Welcher mehr als angesehen ist.(Prof. Mertens).Ich beziehe mich nie auf i-net Seiten!!Bevorzuge ebenfalls Fachliteratur.Zudem finde ich deine Aussage mehr als frech und beleidigend.
EDIT:ich setze ideal-plastisches Werkstoffverhalten voraus

[Diese Nachricht wurde von vw-student am 18. Dez. 2006 editiert.]

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Doc Snyder
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Würdest Du es mir denn trotzdem bitte erklären?

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Roland  

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vw-student
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erstellt am: 18. Dez. 2006 15:11    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Ich versuch es.Habe das Thema erst heute angeschnitten.
Im Verspannungsschaubild zeichnet man ja die Schraubenkennlinie und die Plattenkennlinie ein.Wo sie sich schneiden ist ja die Vorspannkraft .Setze ich nun ideal-plastisches Werkstoffverhalten voraus,so ist die Schraubenkennlinie ab dem Schnittpunkt ja const=F_v.Nun kann man ja die Betriebslast F_A einzeichnen.Diese wird ja maßstabsgetreu zwischen Platten und Schraubenkennlinie eingetragen.Würde man jetzt die Schraubenzusatzkraft zeichnerisch ermitteln wollen, so ist diese F_smax-F_v=F_SA.SDa die Schraubenkennlinie nach erreichen von F_v nicht weiter linear ansteigt,sondern const bleibt(da ja bis zur Dehngrenze angezogen wird),ist F_SA=0.
Hoffe es ist verständlich.

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Wyndorps
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erstellt am: 18. Dez. 2006 16:17    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für vw-student 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von vw-student:
...die Schraubenkennlinie nach erreichen von F_v nicht weiter linear ansteigt,sondern const bleibt(da ja bis zur Dehngrenze angezogen wird),ist F_SA=0...

Da haben wir den Übeltäter:
Die Dehngrenze (Rp0,2), auch bekannt als Proportionalitätsgrenze, entspricht einer bestimmten werkstoffabhängigen elastischen Spannung, die nach dem Entspannen zu einer maximalen plastischen Dehnung von 0.2% vom Ausgangswert führt. Bei Erreichen dieser technische Elastizitäsgrenze knickt die Kurve im Diagramm Sigma über e aber nicht schlagartig zu einer Horizontalen ab.

Guck mal hier: http://www.bossard.com/techinfo/_de_new_test/LinkedDocuments/002.pdf

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vw-student
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Glaube du hast meinen Beitrag nicht richtig gelesen.
Ich gehe von ideal-plastischen Werkstoffverhalten aus.

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nschlange
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erstellt am: 18. Dez. 2006 16:43    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für vw-student 10 Unities + Antwort hilfreich

Kann man das Verspannungsschaubild überhaupt konstruieren, wenn man
von ideal-plast. Verhalten der Schraube ausgeht?
Man zeichnete doch als erstes die Schraubenkennlinie ein,
also sigma/epsilon der Schraube im elastischen Bereich.
Das ginge dann ja garnicht.
Ausserdem hängt doch die Schraubenzusatzkraft von der Nachgiebigkeit
sowohl der Schraube als auch der Platten ab, oder?

Ich muss mal mein ME-Buch rauskramen.

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Doc Snyder
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erstellt am: 18. Dez. 2006 16:46    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für vw-student 10 Unities + Antwort hilfreich

Ja, soweit verständlich, schließlich kenne ich dieses Schaubild gut. Ich würde sagen, Du deutest es falsch.

Wie der Ort zeigt, an dem Du F_A einträgst, wird die Schraube länger, wenn eine Betriebsktaft in Zugrichtung kommt (und die Zwischenlage nicht unendlich steif ist). Da wir mit der Schraube bereits außerhalb des elastischen Bereichs sind, erzeugt die zusätzliche Dehnung eine neue, versetzte Hookesche Gerade, so dass nach Wegnehmen der Betriebskraft die Vorspannkraft geringer sein wird. Von da an hast Du die ganz normale F_SA mit F_Smax an der elastischen Grenze.

Hinsichtlich einer dynamischen Belastung wird F_SA hier also keineswegs null!
Theoretisch nicht, auch nicht bei idealplastischem Verhalten, und praktisch schon gar nicht!
Und das Problem Dauerfestigkeit unter plastischer Beanspruchung kommt noch hinzu.

Bleibt die Frage, was Dein Professor da eigentlich tatsächlich zu sagt...

------------------
Roland  

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[Diese Nachricht wurde von Doc Snyder am 18. Dez. 2006 editiert.]

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vw-student
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Endlich versteht mich einer.Das war genau meine Frage,was passiert,wenn ich die Betriebslast wegnehme und nach langer Zeit erneut belaste?Mich interessiert nur der statische Fall!!
F_SA=0 wenn ich anziehe und belaste.Richtig??

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Doc Snyder
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Zitat:
Original erstellt von vw-student:
...wenn ich die Betriebslast wegnehme...
...ist das Dynamik! Halt mir geringer Lastwechselzahl.

------------------
Roland  

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Wyndorps
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Zitat:
Original erstellt von vw-student:
Glaube du hast meinen Beitrag nicht richtig gelesen.
Ich gehe von ideal-plastischen Werkstoffverhalten aus.


Stimmt! Sorry, aber ich war gerade etwas beschäftigt.
Ansonsten hat Roland ja bereits alles erklärt.

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vw-student
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Aber warum wird dann dieses Verfahren im Maschinenbau angewendet??
Ich weiß z.B. das eine große deutsche Firma Pole an Läufern mit diesem Verfahren befestigt.Und Läufer elektrischer Maschinen werde ja hochgradig dynamisch beansprucht.Wo liegt also der Vorteil,wenn meine Aussage nicht stimmen sollte?
Bin über jede Anregung/Kritik aber auch Zustimmung erfeut.

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Charly Setter
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Stark vereinfacht: Der Vorteil liegt an dem sehr genauen Anzugsverhalten. Alle Anziehverfahren sind einer gewissen Streuung unterworfen. Wenn Du über die Dehngrenze anziehst ist Drehmoment / Drehwinkel / Reibung (weitgehend)wurscht. Die Vorspannkraft wird nur noch über die Materialeigenschaften der Schraube definiert. Die Schraube wird halt etwas länger und die Hooksche Gerade gilt weiterhin, halt an einem etwas anderen Punkt im Dehnungsdiuagramm (da die Schraube ja länger ist), aber annähernd mit der gleichen Steigung. => Du bekommst eine sehr genau definierte Vorspannkraft und eine maximale Ausnutzung des Schraubenmaterials. => Ein für die Großserie sehr ökonomisches und sicheres Anziehverfahren, das auch mit einfachen Werkzeugen auszuführen ist.

Nachteil: Im Normalfall geben die (für hochfeste Schrauben normalen) Innensechskantköpfe auf, bevor die Schraube gedehnt wird. Deshalb gibt´s dann auch die neckischen "Sonderköpfe" ( Torx, Innenvielzahn etc. pp.) , die jeden Hobbyautoschrauber zum Wahnsinn treiben   

CUSee You

@Roland, Paul: Nicht schlagen... Ihr könnt das sicher viel fundierter beschreiben   

Nachtrag: Weitere, mir bekannte, Anwendungsfälle: Zylinderkopf- und Lagerdeckelschrauben im PKW-Motorenbau. Auch hochdynamisch beanspruchte Einsatzfälle. Da sich die Schraube nach der Längung wieder wie eine "normale" Schraube verhält steht einer dynamischen BEanspruchung IMHOIn my humble oppinion (Meiner Meinung nach) nichts im Wege. Die beim Anziehen zur plastischen Verformung führenden Spannungen werden im Betriebsfall nicht erreicht, da ja das zum Anziehen benötigte Torsionsmoment und die entsprechenden Spannung entfallen. => Die Schraube hat also noch genügend Reserven um die im Betrieb auftretenden Spannungsspitzen ohne weitere Verformungen aufzunehmen.

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Zitat:
Original erstellt von Charly Setter:
@Roland, Paul: Nicht schlagen... Ihr könnt das sicher viel fundierter beschreiben  

Nee, nee, das war absolut perfekt. Ich war gerade dabei genau die gleiche Anwtort zu formulieren, aber mal wieder zu langsam. 10U4you

Zitat:
Original erstellt von Charly Setter:
...und die Hooksche Gerade gilt weiterhin, halt an einem etwas anderen Punkt im Dehnungsdiuagramm...
Das ist der Punkt !

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vw-student
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Und was ist mit dem von Doc Snyder angesprochenem Problem der Dauerfestigkeit nach plastischer Verformung?

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Charly Setter
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Spielt nur dann eine Rolle, wenn deine Betriebsbelastung höher ist als die Maximalspannungen beim Anziehen. Und das hängt nun wieder davon ab, wie Du die Verbindung auslegst: weiche Schraube, steifes Gehäuse.

Besonders witzig wird´s, wenn Du auf eine solche hochbelastete Schraube auch noch DMS klebst, um Sie als Kraftmeßdose zu mißbrauchen  . Dann hast Du einen wirklichen Spagat zwischen Dauerfestigkeit der Schraubenverbindung, Empfindlichkeit der Meßbrücke und Maximalbelastung der DMS bzw. des Klebers.  Aber das ist ein andeers Thema....

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erstellt am: 18. Dez. 2006 20:27    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für vw-student 10 Unities + Antwort hilfreich

Das ist relativ zu sehen. Ich schrieb auch mit Bedacht nicht nach sondern unter plastischer Beanspruchung, also bei wiederkehrender Fließbeanspruchung.

Schrauben werden ja in der Regel geschmiedet, also sowieso plastisch verformt. Ein bisschen mehr Fließen beim ersten Eintreten der Betriebskraft, das machen sie dann auch noch mit (Wenn Material und Vergütungszustand entsprechend sind!). Wie Mathias schon andeutete, werden dabei sogar noch Torsionsspannungen abgebaut. Dieses einmalige "Setzen" durch Belastung in den plastischen Bereich hinein ist auch bei Federn mit ungleichmäßiger Spannungsverteilung durchaus vorteilhaft.

Ebenso schon erwähnt hat Mathias aber auch ganz am Anfang, dass man das nicht oft wiederholen darf. Immer wieder ins Plastische, das macht das Material mürbe. Daher waren wir auch so entsetzt, weil es anfangs so klang, als wolltest Du mit Deiner Theorie "F_SA ist und bleibt ja Null!" die Schraube immer wieder nachziehen. Da würde sie gewiss nicht alt!

Mich interessiert wirklich, wie Ihr das präsentiert bekommt, dass solche Missverständnisse entstehen können. Gibt es dazu vielleicht ein Skript, das ich mir mal ansehen kann?

------------------
Roland  

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[Diese Nachricht wurde von Doc Snyder am 18. Dez. 2006 editiert.]

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Leider gibt es dazu kein Skript.
Naja...was heißt Missverständnisse?!Es wurde ja in der VL betont,dass  bei monotoner Belastung F_SA=0 ist.Und das bei Entlastung,die Vorspannkraft geringer wird.Somit ist dann F_SA ungleich null.Ich glaube ich hab mich falsch ausgedrückt.Aber vielen Dank für eure Hilfe!!!
Hab aber noch eine Frage.Kann mir jemand das erklären?

Zitat:
Original erstellt von Charly Setter:

Die beim Anziehen zur plastischen Verformung führenden Spannungen werden im Betriebsfall nicht erreicht, da ja das zum Anziehen benötigte Torsionsmoment und die entsprechenden Spannung entfallen. => Die Schraube hat also noch genügend Reserven um die im Betrieb auftretenden Spannungsspitzen ohne weitere Verformungen aufzunehmen.


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Ob plastische Verformung eintritt hängt bei solchen Werkstoffen von der Höhe der Hauptschubspannung ab, der die Verformung dann auch folgt. (Theorie von Mohr). Bem Fließen werden alle inneren Spannungen reduziert, auch die nach dem Anziehen im Schaft verbleibende Torsionsspannungen aus der Reibung im Gewinde.

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Roland  

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erstellt am: 19. Dez. 2006 15:01    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Super.Vielen Dank!!

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