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Hallo,

ich bin auf der Suche nach einer effiktiven Lösung zum Modellieren und Auswerten von Schraubverbindungen.

Meine Hauptanwendung ist die Verschraubung von zwei oder mehreren Blechen.

Wie wird dort eine Schraubverbindung im FEM modelliert?
Welche MPC-Elemente (RBE2 oder RBE3) sind hier zu verwenden?
Welche Knoten  sind in die MPC-Elemente zu integrieren (alle Knoten der Schraubenkopfauflage oder nur die der Bohrungskante)?
Welche und wie viele Elemente verbinden die beiden Bleche bzw. MPC-Elemente?

Wie erfolgt in der FEM die Auswertung einer Schraubverbindung?
Wie kann beurteilt werden, ob die Schraubverbindung hält?

Gibt es sinnvolle Literatur zu diesem Thema?

Ich hoffe, Ihr könnt mir bei meinen Fragen helfen.

MfG, Wolfgang.

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www.alko.de

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Zur_FE-Modellierung_von_zugbeanspruchten_Schraubenverbindungen.pdf

Hallo Wolfgang,

eine einfache Möglichkeit Schrauben zu modellieren ist über die thermische Ausdehnung des Werkstoffs. Hierbei kann man Stab- oder Balkenelemente verwenden und durch die thermische Ausdehnung des Elements die Vorspannung eingebringen. Dies und andere Modellierungsmethoden werden z.B. im Müller, FEM für Praktiker beschrieben und ich habe auch schon gute Erfahrungen damit gemacht. Anbei noch ein Paper zur Schraubenmodellierung.

Gruss

U. Heck

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Dr.-Ing. Ulrich Heck
ulrich_heck@dhcae.de
http://www.dhcae.de

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hier gibt's prinzipiell mindestens 2x Wege -

- detailiertes FEM-Modell, mit Kontaktdefinition geigneter Form, je nachdem wie detailiert man die Beanspruchung wo betrachten will,  Stichwort PRETS179.

- an geeignetem FEM Model Knoten-Schraubenkraefte extrahieren und mit diesen nach Maschinenelemente Literatur/Norm den Schraubenachweis fuehren, die Schraube auslegen.

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Gruesse,
Frank Exius

IFE Deutschland
Mo-Fr 9:00-18:00 Uhr durchgaengig
Dienstleistung in ANSYS ife-ansys.de
Simulation Berechnung FEM Digital Prototyping

[Diese Nachricht wurde von ife am 21. Mai. 2010 editiert.]

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Hallo,
neben dem thermischen Vorspannen gibt es noch eine Variante. über spezielle Schraubenelemente. Gibt es heute in manchen F-Paketen als eigenständiges Element.
Der Vorteil dabei: Man braucht die Vorspannung nicht selbst hinzutrimmen (ist ja bei vielen Schrauben unterschiedlcihen Durchmessers oder lokal stark unterschiedlichen Plattensteifigkeiten durchaus mit Arbeit verbunden), sondern das Programm übernimmt das für einen selbst in einem automatisierten Vorab-Lastschritt (d. h. man gibt direkt die Vorspannkraft ein und nicht irgendwelche Temperaturen oder Dehnungen). Ausserdem kann damit auch die Schraube unter Temperaturlast untersucht werden. Darüber hinaus bietet sich die Modellierung der Schraube als zylindrischer Volumenkörper an, weil die Modelle aus den CAD_Systemen die Schrauben so schon beinhalten. Der Vorteil: Wenn es eine automatische Kontakterkennung gibt, muss man nicht an jeder Schraube manuell im Einschraubgewinde und unterm Schraubenkopf Kontakt definieren, sondern das übernimmt dann der Automatismus.
Näheres dazu siehe http://www2.kem.de/kem/live/ha_artikel/detail/30445358.html
Zur Auswertung:
Es müssen 2 Lastfälle gerechnet werden, einmal max. Vorspannung um die Festigkeit der Schraube zu prüfen, einmal minimale Vorspannung (Vorspannkraftverlust durch Setzen berücksichtigen) um das Klaffen zu prüfen.
Die Bewertung erfolgt anhand der zu übertragenen Kräfte und Momente und dem Kontakt_Druck in der Trennfuge bzw dem Spaltmaß.
Gruss
C.Gebhardt, CADFEM

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Christof Gebhardt
CAD-FEM GmbH
Marktplatz 2
85567 Grafing
Tel. +49 (0) 8092 7005 65
cgebhardt@cadfem.de
www.cadfem.de

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