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Top-Thema: Schraubenbewertung inside ANSYS

Auslegung von Schraubenverbindungen nach der VDI-Richtlinie 2230

Bereits seit dem 1. Jahrhundert vor Christus werden Schrauben als wichtige Verbindungselemente eingesetzt. Das Grundprinzip hat sich dabei bis heute nicht geändert, die Anwendungsbereiche werden aber immer komplexer. In unzählbaren technischen Anwendungen dienen sie als lösbare, hochfeste Verbindungsmittel und interagieren dabei mit anderen, für die Maschinenfunktion wichtigen Maschinenelementen. Damit haben Schrauben einen hohen Einfluss auf die Lebensdauer und Stabilität ganzer Maschinen. Der Konstrukteur muss bereits im Entwicklungsprozess die Schraubverbindung entsprechend dimensionieren und auch die Festigkeit nachweisen.

Für den Festigkeitsnachweis von Schraubverbindungen kommt in den meisten Fällen die VDI-Richtlinie 2230 zum Tragen. Im Berechnungsablauf wird die Montage, die Beanspruchung unter statischen und dynamischen Lasten, die Flächenpressung sowie das Abscheren der Gewindegänge berücksichtigt. Als Nennspannungskonzept sind für den Nachweis keine Auswertungen der Spannungen aus der FEM-Analyse notwendig. Die aus der Analyse ermittelten Kräfte und Momente sind für die Verarbeitung ausreichend.

Wer diese für einen richtlinienkonformen Nachweis nutzen mochte, musste bisher selbst manuell aktiv werden: Die erforderlichen Größen aus der FEM-Berechnung mussten extrahiert, übertragen und in weiterer Folge per Tabellenkalkulation oder separater Software verarbeitet werden. Eine unkomfortable und fehleranfällige Arbeitsweise. Das neue Softwaremodul von CADFEM „Bolt Assessment inside ANSYS“ bietet mit einem in ANSYS Workbench integrierten Nachweis konform der VDI-Richtlinie 2230 die ideale Lösung.

CADFEM Info-Webinar

Schraubennachweise sind in der Praxis aufwändig und damit oft fehleranfällig. CADFEM hat in ANSYS Mechanical eine ACT-Lösung zur Bewertung von Schrauben entwickelt. Im 1-stündigen Webinar zeigen wir Ihnen anhand eines in Workbench umsetzbaren Workflows, wie Sie Schrauben mit dem Softwaremodul "Bolt Assessment inside ANSYS" modellieren und die notwendigen Eingaben machen, um diese VDI 2230 konform auszuwerten.

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Bolt Assessment inside ANSYS

Mit Bolt Assessment inside ANSYS kann eine große Anzahl Schrauben, auch in komplexen Baugruppen, qualitativ und effizient bewertet werden. Normwerte für die Definition der jeweiligen Schraubenverbindung werden dem Benutzer von der ANSYS Extension vorgeschlagen. Die grafische Darstellung von Ergebnissen ermöglicht eine rasche Bestimmung der kritischen Schraubenverbindungen.

 

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Verbindungstechnik - Artikelserie in Konstruktionspraxis

Wie numerische Simulation Verbindungstechniken bewerten und verbessern kann, erklärt eine dreiteilige Artikelserie in der Konstruktionspraxis. Schweißen, Kleben und Schrauben werden untersucht. In modernen Simulationswerkzeugen werden spezielle Funktionen zur Abbildung der korrekten Steifigkeit und zur Bewertung von Schrauben zur Verfügung gestellt. So bietet auch ANSYS Workbench mit der Randbedingung "Schraubenvorspannung" einen automatisierten Berechnungsprozess für das richtige Applizieren der Vorspannung. 

 

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CADFEM Schrauben App

Die CADFEM Schrauben-App für Regelgewinde im Bereich von M4 bis M30 basiert auf analytischen Gleichungen (nach Karl-Heinz Kübler). Dabei werden die jeweiligen Kräfte, die Werkstoffklasse, die Zahl der Trennfugen, die Klemmlänge, der Anziehfaktor, die Schraubenart, das Bauteilmaterial und der Reibwert berücksichtigt. Diese Designgrößen lassen sich per Schieberegler in der App festlegen. Als Ergebnis erhält der Nutzer einen Vorschlag für Gewindegröße, maximale Vorspannkraft und Anziehmoment.


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eCADFEM – Simulation on Demand

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