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Ermittlung der Grenzflächenpressung von Bauteilwerkstoffen in Schraubenverbindungen an Ringproben bei erhöhter Temperatur bis 300 °C

Kempf, Andreas ; Klein, Marcus ; Oechsner, Matthias (2024)
Ermittlung der Grenzflächenpressung von Bauteilwerkstoffen in Schraubenverbindungen an Ringproben bei erhöhter Temperatur bis 300 °C.
In: Forschung im Ingenieurwesen = Engineering Research, 2020, 84 (4)
doi: 10.26083/tuprints-00023916
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

Es ist eine neuere Version dieses Eintrags verfügbar.

URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/23916

Kurzbeschreibung (Abstract)

Im Fokus des Leichtbaus stellt die Bewertung der Flächenpressung in druckbeanspruchten Kontaktflächen von Schraubenverbindungen eine Herausforderung an den Konstrukteur dar, um das Werkstoffpotential des Bauteils für eine Gewichtsreduktion optimal auszunutzen.

Wirkt neben den in der Regel bei der Montage vorherrschenden Raumtemperaturverhältnissen im Betrieb zusätzlich eine thermische Beanspruchung auf die Komponenten, ist von einer veränderten Druckbeanspruchbarkeit der geklemmten Bauteile auszugehen. Im Gegensatz zur Zugbeanspruchbarkeit liegen nur begrenzt Kennwerte für die Druckbeanspruchbarkeit bei erhöhter Temperatur vor. Zudem werden Werte vorranging an Vollzylinderproben, nicht an Proben mit einem Durchgangsloch und somit nicht an bauteilrelevanter Struktur einer Schraubenverbindung ermittelt. Dies führt in der Folge zur Verwendung von konservativen Richtwerten oder ungenauen Annahmen. In diesem Beitrag wird eine Erweiterung der beiden Prüfmethoden zur Ermittlung der Grenzflächenpressung bis 300 °C vorgestellt, welche in der Richtlinie 2230 Blatt 1, Ausgabe November 2015 des Vereins Deutscher Ingenieure e. V. (VDI) referenziert sind. Es sind Ergebnisse für zwei Stahl- und einen Aluminiumwerkstoff in Abhängigkeit der Prüftemperatur dargestellt. Des Weiteren werden Untersuchungen mit unterschiedlichen Prüfgeschwindigkeiten bei kontinuierlicher Versuchsführung sowie Prüfungen zur Untersuchung des Werkstoffverhaltens im diskontinuierlichen Druckversuch mit Haltezeiten bei erhöhter Temperatur vorgestellt.

Typ des Eintrags:

Artikel

Erschienen:

2024

Autor(en):

Kempf, Andreas ; Klein, Marcus ; Oechsner, Matthias

Art des Eintrags:

Zweitveröffentlichung

Titel:

Ermittlung der Grenzflächenpressung von Bauteilwerkstoffen in Schraubenverbindungen an Ringproben bei erhöhter Temperatur bis 300 °C

Sprache:

Deutsch

Publikationsjahr:

30 April 2024

Ort:

Darmstadt

Publikationsdatum der Erstveröffentlichung:

Dezember 2020

Ort der Erstveröffentlichung:

Berlin ; Heidelberg

Verlag:

Springer

Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe:

Forschung im Ingenieurwesen = Engineering Research

Jahrgang/Volume einer Zeitschrift:

(Heft-)Nummer:

DOI:

10.26083/tuprints-00023916

URL / URN:

https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/23916

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Verlags-DOI

Herkunft:

Zweitveröffentlichung DeepGreen

Kurzbeschreibung (Abstract):

Alternatives oder übersetztes Abstract:

Alternatives Abstract

Sprache

Within the focus of lightweight engineering the evaluation of the surface pressure in compressively loaded contact faces of bolted joints is challenging the designer in order to exploit the full material potential for weight reduction in an optimum way.

Despite usually given ambient temperature conditions during assembly an altered compressive strength for bolted components subjected to thermal loading in service has to be considered. In contrast to tensile strength only restricted information about values for compressive strength at elevated temperature is existing. Furthermore values are largely determined on cylindrical specimens, not on specimens with clearance hole, thus not close to component structures of bolted joints. Therefore conservative guide values or assumptions are used. An extension of both testing methods referenced in guideline 2230 part 1, edition November 2015 of the association of German engineers (VDI) for determination of the limiting surface pressure up to 300 °C is presented. Results for two steel and one aluminium alloy depending on the test temperature are displayed. In addition, investigations with variation of test speed in continuous runs and tests for the investigation of the material behaviour in discontinuous trials with hold times are accomplished at elevated temperature.

Englisch

Freie Schlagworte:

Mechanical Engineering

Status:

Verlagsversion

URN:

urn:nbn:de:tuda-tuprints-239164

Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC):

600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau

Fachbereich(e)/-gebiet(e):

16 Fachbereich Maschinenbau
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet und Institut für Werkstoffkunde - Zentrum für Konstruktionswerkstoffe - Staatliche Materialprüfungsanstalt Darmstadt (IfW-MPA)

Hinterlegungsdatum: