Berechnung großer Flanschverbindungen von ... - GL Group

6 Zusammenfassender Vergleich
6.1 Zusammenfassende Bewertung der Berechnungen mit der Finite-Elemente- Methode
Mit Hilfe der Methode der Finiten-Elemente konnte die Beziehung zwischen Schraubenkraft und
Mantelkraft mit guter Genauigkeit bis zum Anfangsbereich des Kantentragens für eine Reihe von
Versuchen nachgerechnet werden. Für einige Versuche ergaben sich jedoch auch Abweichungen. Es
wurde von den in der Literatur erkennbaren Randbedingungen ausgegangen, ohne die wirklichen
Versuchsbedingungen in allen Einzelheiten zu kennen. Darin können die Gründe für die festgestell-
ten Abweichungen liegen. Es wäre daher sinnvoll, bei zukünftigen Versuchen deren Randbedingun-
gen sehr genau anzugeben, um sie bei den Berechnungen berücksichtigen zu können.
Nicht ermittelt wurde die Bruchlast. Um diese ermitteln zu können, müßten auch die Nichtlinearitä-
ten des Materialverhaltens und großer Verformungen berücksichtigt werden.
Im Blick auf die Ermüdung liegen die Ergebnisse nicht auf der „sicheren Seite“. Es wird deshalb
vorgeschlagen mit der Einführung eines Teilsicherheitsbeiwertes F = 1.1 für die Berücksichtigung
der Unsicherheit des Rechenmodells zu begegnen.
6.2 Zusammenfassende Bewertung der Nachweise nach VDI 2230
Mit dem nichtlinearen Rechengang ist die Annäherung an die Versuchswerte zufriedenstellend. Je-
doch können bei dem relativ aufwendigen Algorithmus zur Berechnung des sukzessiven Aufklaffens
schnell Fehler entstehen, zumal teilweise die Variablendefinitionen nicht konform mit dem linearen
Teil der VDI 2230 sind ( Vorzeichen von Maß „s“). Die kritische Klemmkraftexzentrizität sKkrit sollte
zu Null gesetzt werden, um eine bessere Annäherung an die Versuchsdaten zu erhalten und um auf
der sicheren Seite zu liegen.
Der Parabelansatz zeigt dagegen gute Übereinstimmung mit den Versuchswerten und ist in der
Handhabung gegenüber dem nichtlinear-iterativen Ansatz wesentlich einfacher und unmißverständli-
cher.
Der Kreisbogenansatz entspricht vom Berechnungsaufwand und der Handhabung her dem des Para-
belansatz, jedoch ist die Übereinstimmung mit den Versuchswerten hier weniger zufriedenstellend.
Der nichtlineare Anstieg des Kreisbogens ist gegenüber dem der Parabel nicht progressiv genug und
täuscht geringere als die tatsächlichen Schraubenkräfte vor.
6.3 Zusammenfassende Bewertung der Nachweise nach DIN 18 800 und Eurocode 3
Der Nachweis der Schraube nach DIN 18 800 erfolgt für den Grenzzustand der Tragfähigkeit gegen
Bruch so, als ob die Schraube nicht vorgespannt wäre. Der Nachweis der Schraube gegen Ermüdung
erfolgt mit den in der Schraube vorhandenen Kräften (Mittelwert und Schwingweiten) unter Berück-
sichtigung der Vorspannung.
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