Hallo Nico,
gut, daß Du die Frage nochmal im Forum gestellt hast, ich Denke mal, daß sich einige dafür interessieren.
Als erstes, die Grundlage für die Berechnung von Schraubenverbindungen stellt die VDI Richtlinie 2230 dar, dort ist sehr vieles erklärt und geregelt, was den analytischen Nachweis von Schraubverbindungen angeht. Wem das zu kompliziert ist findet eine schöne Anleitung hier: http://www.bossard.com/techinfo/de/LinkedDocuments/29_39.pdf.
Leider, darauf wird auch in der VDI Richtlinie hingewiesen, sind viele Schraubverbindungen erst durch den Einsatz der FEM zu berechnen.
Hier gibt es viele Ansätze, die alle vor oder Nachteile haben. Generell geht es darum, die Vorspannkraft ausreichend hoch zu wählen, damit die Auschlagsspannung in der Schraube bei der Belastung möglichst gering bleibt. Als Richtwert wird eine zulässige Nenn-Ausschlagsspannung in der Schraube von 40 N/mm² für Schrauben <M20 und 33 N/mm² für Schrauben >m20 für die Dauerfestigkeit zugelassen.
Schraubenberechnung erfolgt als Kontaktrechnung!Ich modelliere Schrauben größenteils als Balken, die mit dem entsprechenden Spannungsquerschnitt versehen werden und die Schrauben idealisieren. Diese werden durch eine Wärmebelsatung auf den Nennwert der Vorspannung vorgespannt. Die Ermittlung nötigen Temperaturdifferenz erfolgt iterativ durch mehrerer Rechnungen und Kontrolle. Danach macht man eine Rechnung mit der Belastung und bestimmt ebenfalls die Spannung in der Schraube/Balken. Die Differenz zwischen Vorspannung und Spannung bei Belastung muss kleiner als die Bemessungsausschlagsspannung sein. Dann ist die Verbindung dauerfest.
Das ist erstmal ein kurzer unvollständiger Abriss zu diesem Thema, es gibt noch viel mehr Möglichkeiten und Ansätze, aber damit kommt man schon recht weit.
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Gruss
Dr. Christian Imiela
SMS-Demag
Strukturanalysen
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