Verbindungsglied - Schraube

Eine Schraube kann zwei Komponenten, mehrere Komponenten oder eine Komponente und den Boden verbinden. Sie können Schraubenverbindungsglieder in einem gemischten Verbund aus Volumen-, Schalen- und Blechkörpern definieren. Sie können eine Schraube auch durch Auswählen von Elementen derselben Komponente definieren.

Beispiel

Typ

     
Standard oder Stirnsenkung mit Mutter

Runde Kante der Schraubenkopfbohrung und Runde Kante der Schraubenmutterbohrung

Wählen Sie eine Kante, um die Position des Schraubenkopfes und der Schraubenmutter zu definieren.

Gleicher Kopf- und Mutterdurchmesser

Wählen Sie diese Option aus, wenn der Schraubenkopf denselben Durchmesser hat wie die Mutter.

Kopfdurchmesser und Mutterdurchmesser

Legen Sie die Einheiten sowie den Wert des Durchmessers des Schraubenkopfes und der Schraubenmutter fest. Standardmäßig multipliziert das Programm den Schaftdurchmesser mit einem Faktor von 1,5, um den Kopfdurchmesser zu erhalten.

Nominaler Schaftdurchmesser

Legen Sie die Einheiten sowie den Wert des Durchmessers des Schafts fest.

Formsenkung mit Mutter

Konische Fläche

Wählen Sie eine konische Fläche aus, um den Schraubenkopf zu definieren.

Runde Kante der Schraubenmutterbohrung

Siehe vorherige Beschreibung.

Mutterdurchmesser und Nominaler Schaftdurchmesser

Siehe vorherige Beschreibung. Standardmäßig multipliziert das Programm den Schaftdurchmesser mit einem Faktor von 1,5, um den Mutterndurchmesser zu erhalten.

Standard- oder Stirnsenkungsschraube

Runde Kante der Schraubenkopfbohrung

Siehe vorherige Beschreibung.

Gewindefläche(n)

Wählen Sie die Bohrungsflächen einer Komponente aus, die mit den Gewinden in Kontakt steht.

Kopfdurchmesser und Nominaler Schaftdurchmesser

Siehe vorherige Beschreibung. Standardmäßig multipliziert das Programm den Schaftdurchmesser mit einem Faktor von 1,5, um den Kopfdurchmesser zu erhalten.

Formsenkungsschraube

Konische Fläche

Siehe vorherige Beschreibung.

Gewindefläche(n)

Siehe vorherige Beschreibung.

Nominaler Schaftdurchmesser

Siehe vorherige Beschreibung.

Fundamentschraube

Runde Kante der Schraubenmutterbohrung

Siehe vorherige Beschreibung.

Zielebene

Wählen Sie eine Ebene zum Modellieren einer virtuellen Wand aus. Sie müssen eine Kontaktbedingung der Virtuellen Wand definieren, um eine Penetration ins Fundament zu verhindern.

Mutterdurchmesser und Nominaler Schaftdurchmesser

Siehe vorherige Beschreibung. Standardmäßig multipliziert das Programm den Schaftdurchmesser mit einem Faktor von 1,5, um den Mutterndurchmesser zu erhalten.

Der Wert für Nominaler Schaftdurchmesser sollte kleiner oder gleich dem Durchmesser der Gewindefläche(n) sein.

Verbindungstyp

Verteilt

Eine verteilte Verbindung ermöglicht die Verformung der Flächen, die an Schraubenverbindungsgliedern befestigt sind, was eine realistischere Darstellung des Verhaltens eines Verbindungsglieds ermöglicht. Die verteilte Verbindung erzeugt realistischere Spannungs- und Verschiebungsfelder an den Kontaktflächen von Schraubenkopf und Schraubenmutter.

Siehe auch das Thema Verteilte Kopplung für Schrauben.

Die verteilte Kopplung ist nur für lineare statische Studien verfügbar.
Starr Bei einer starren Verbindung werden starre Balkenelemente verwendet, um die Kopf- und Mutternabdruckbereiche mit dem Balkenelement zu verbinden, das den Schraubenschaft darstellt. Eine starre Verbindung erzeugt Spannungs-Hotspots in den Kopf- und Mutternbereichen der verbundenen Komponenten, da starre Balken zu einer hohen Steifigkeit führen.

Material

In Simulation wird legierter Stahl standardmäßig als Schraubenmaterial aus der SOLIDWORKS Materialbibliothek ausgewählt.
  Custom Definieren Sie eigene Materialeigenschaften. Legen Sie Einheiten , Youngsche Modul , Poissonsche Zahl und Wärmeausdehnungskoeffizienten fest.
Temperaturabhängige Materialeigenschaften für Materialien, die Schrauben zugewiesen sind, werden nicht unterstützt. Es werden nur konstante Materialeigenschaften für Schrauben unterstützt.
  Bibliothek Klicken Sie auf Material auswählen, um das Dialogfeld Material anzuzeigen.
Zur ausgewählten Bibliothek wird keine Verknüpfung eingerichtet. Wenn Sie die Bibliothek bearbeiten, werden die Änderungen für die Schraube nicht übernommen.
  Masse einbeziehen Integriert die Masse der Schraube in die Analyse.

Stärkedaten

  Bekannter Zugspannungsbereich Wählen Sie diese Option aus, wenn der Zugspannungsbereich (Mindestbereich des Gewindeflächenabschnitts der Schraube) bekannt ist.
  Berechneter Zugspannungsbereich
Wählen Sie diese Option aus, wenn das Programm den Zugspannungsbereich der Schraube berechnen soll.
At = 0,7854 * [Dn- (0,9382 / n)] ^2 Dn = nominaler Schaftdurchmesser
At = Zugspannungsbereich p = Gewindesteigung
  n = 1/p = Gewindezahl oder TPI (Gewinde/mm oder Gewinde/Zoll)

Zugspannungsbereich

Legen Sie den bekannten Zugspannungsbereich für die Schraube fest.

Gewindezahl

Geben Sie die Anzahl der Gewinde pro Zoll oder pro Millimeter ein, gemessen an der Länge des Verbindungselements.

Schraubenstärke

Legen Sie die Stärke des Schraubenmaterials und die zugehörige Einheit fest.

Zur Schätzung des Schraubenversagens existieren drei üblicherweise verwendete Stärkeparameter für Schrauben. Streckgrenze, Bruchgrenze und Dehngrenze (90 % der Streckgrenze). Die Streckgrenze des Schraubenmaterials ist der am häufigsten verwendete Parameter. Benutzer sollten jedoch einen Stärkewert wählen, der für die Anwendung am besten geeignet ist.

Faktor der Sicherheitsverteilung

Legen Sie den Sicherheitsfaktor für die "Pass/No Pass"-Konstruktionsprüfung der Schraube fest. Die Schraube versagt, wenn die kombiniert wirkende Last die Verhältniszahl 1/Sicherheitsfaktor überschreitet.

  Masse einbeziehen Integriert die Masse der Schraube in die Analyse.

Vorspannkraft

Aktivieren Sie diese Option, wenn der Radius des Schafts mit dem Radius der zylindrischen Flächen identisch ist, die mit mindestens einer der Komponenten verbunden sind. Eine zylindrische Fläche, bei der die Option Standard aktiviert ist, ist starr und wird zusammen mit dem Schaft als starrer Körper verformt.

Einheiten  
Axial Wählen Sie diese Option, wenn die axiale Last auf der Schraube bekannt ist.
Drehmoment Wählen Sie diese Option, wenn das zum Anziehen der Schraube verwendete Drehmoment bekannt ist.
Reibungsfaktor(K)
Das Programm verwendet diesen Faktor zur Berechnung der axialen Kraft bei einem bestimmten Drehmoment.
Bei einer Schraube MIT Mutter wird das Drehmoment auf die Mutter angewendet. F = T/(K*D)
Bei einer Schraube OHNE Mutter wird das Drehmoment auf den Schraubenkopf angewendet. F = T/(K*D*1,2)
Dabei ist "F" die axiale Kraft in der Schraube, "T" das angewendete Drehmoment, "K" der Reibungsfaktor und "D" der Hauptdurchmesser des Schafts.

Erweiterte Option

  Schraubenserie Wählen Sie diese Option aus, um mehr als zwei Komponenten mit Schrauben zu verbinden. Bei nicht-linearen Studien ist es möglich, mehr als zwei Volumenkörper durch Schrauben zu verbinden.

Wählen Sie die zylindrischen Flächen von Volumenkörpern oder kreisförmigen Kanten von Schalenoberflächen von den mittleren Komponenten aus. Bei nicht-linearen Studien wird eine zylindrische Fläche von einem Volumenkörper ausgewählt.

Die zylindrischen Flächen der Komponenten, die für die Schraubenserie formgebend sind, sollten koaxial sein. Für den Fall, dass die Referenzachse falsch ausgerichtet ist, beträgt die maximale Toleranz des kleinsten Radius der ausgewählten zylindrischen Flächen 10 %.
  Symmetrische Schraube Verwenden Sie symmetrische Schrauben für Modelle mit Randbedingungen für Symmetrie, bei denen eine oder zwei Symmetrieebenen mit einem vollständigen Querschnitt durch eine Schraube schneiden.

Referenzgeometrie Wählen Sie für 1/2-Symmetrieschrauben die Symmetrieebene oder planare Symmetriefläche aus.

Wenn Sie symmetrische Schrauben verwenden, geben Sie als Vorlastwert den Gesamtvorlastwert der Vollbereichsschraube ein. Geben Sie als Massenwert für die Schraube 1/2 oder 1/4 der Masse der Vollbereichsschraube entsprechend dem ausgewählten Symmetrietyp ein. Die berechneten Ergebnisse für eine symmetrische Schraube wie Scherkraft, Axialkraft, Biegemoment und Drehmoment entsprechen 1/2 oder 1/4 der für das gesamte Modell mit einer Vollbereichsschraube berechneten Ergebnisse.
Seien Sie vorsichtig, wenn Sie Reaktionskräfte senkrecht zur Symmetrieebene einer symmetrischen Schraube abfragen, da die Ergebnisse fehlerhaft sein können. Es ist möglich, dass die Reaktionskräfte eines Modells mit symmetrischen Schrauben erlöschen, wenn Sie die Simulation für ein ganzes Modell mit Vollbereichsschrauben ausführen.
Passung

Eine zylindrische Fläche, die auf Passung eingestellt ist, ist starr und wird zusammen mit dem Schaft als starrer Körper verformt. Aktivieren Sie die Option Passung, wenn der Radius des Schraubenschafts mit dem Radius der zylindrischen Flächen identisch ist, die mit mindestens einer der Komponenten verbunden sind.

Schaftkontaktflächen

Wählen Sie eine oder mehrere zylindrische Flächen aus, die Kontakt mit dem Schraubenschaft haben. Wenn Sie mehrere Flächen einer Komponente auswählen, müssen diese die gleiche Achse und den gleichen Radius aufweisen.

Symboleinstellungen

  Farbe bearbeiten Wählen Sie eine Farbe für die Symbole aus.
Symbolgröße Legen Sie die Größe der Symbole fest.
  Vorschau anzeigen Aktivieren oder deaktivieren Sie die Sichtbarkeit der Schraube im Grafikbereich.

Anmerkungen

  • Für statische und nicht-lineare Studien verfügbar. Nicht für Verbundstoff-Schalen verfügbar.
  • Die Schraubenverbindungsglied-Formel ist eine Annäherung eines komplexen nicht-linearen Verhaltens. Sie bietet genaue Ergebnisse, wenn die Schrauben unter Spannung stehen. In Lastszenarios, wo die Schrauben unter Drucklasten stehen, sind die Axialkräfte der Schraubverbindungsglieder u. U. nicht genau. In solchen Fällen könnte die Abnahme einer Vorspannschraubkraft zu einer Lockerung der Schraube und einem Kontaktverlust zwischen der Schraube und den Komponenten führen. Dieses Verhalten kann mit der Schraubverbindungsglied-Formel in Simulation nicht erfasst werden. Modellieren Sie in diesen Fällen die tatsächliche Schraube und definieren Sie Kontaktsätze des Typs Keine Penetration zwischen der Schraube und den Komponenten.
  • Sie müssen unter Umständen eine Kontaktbedingung festlegen, um Interferenzen zu vermeiden, wie in der folgenden Abbildung dargestellt:
    Definieren Sie den Kontakt zwischen diesen beiden Flächen. Sie können einen globalen, lokalen oder Komponentenkontakt definieren. Sie müssen keinen Kontakt definieren, wenn sich die Flächen anfänglich nicht berühren und während der Lastanwendung kein Kontakt zwischen den Flächen entsteht.
  • Sie haben die Möglichkeit, die Schalendicken für Kontakte ohne Penetration zwischen zwei Schalenoberflächen für statische Studien zu berücksichtigen.
  • Bohrungsserien
    • Wenn Sie einer Bohrung in einer Bohrungsserie eine Schraube hinzufügen, können Schrauben auf alle anderen Bohrungen in der Bohrungsserie übertragen werden.
    • Die Software gruppiert Verbindungsglieder anhand einer Bohrungsserie in einem eigenen Ordner.
    • Wenn eine Schraube in der Gruppe bearbeitet wird, wird dies auf alle Verbindungsglieder in der Serie angewendet.
    • Sie können die Schraubenserie auflösen und die Verknüpfung aufheben, um jedes Feature separat bearbeiten zu können. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Ordner mit der Serie, und wählen Sie Schraubenserie auflösen aus.
    • Sie können die Verbindungsgliedserie nach dem Auflösen wiederherstellen. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Ordner mit der Serie und wählen Sie Schraubenserie wieder herstellen aus.