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Method of accumulation of preload loss of bolted joints due to rotational self-loosening caused by cyclic, transversal excitation

Hofmann, Marius ; Faß, Markus ; Eberhard, Andrea ; Klein, Macus ; Baumgartner, Jörg ; Oechsner, Matthias ; Melz, Tobias (2024)
Method of accumulation of preload loss of bolted joints due to rotational self-loosening caused by cyclic, transversal excitation.
In: Engineering Failure Analysis, 2024, 162
doi: 10.26083/tuprints-00028114
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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Kurzbeschreibung (Abstract)

This paper presents a new method to experimentally characterize the rotational self-loosening behavior of bolted joints. Furthermore, a method to calculate the preload loss due to certain relative displacements of the clamped parts was developed. The method obtains all required calculation parameters from the experimental tests performed and neither needs further experimental determination of friction coefficients nor numerical simulations to predict the preload loss. The method accumulates the preload loss of load cycles. Thereby, it can be used to estimate the time a machine can operate until a critical amount of preload is lost. Non-linear dependencies of the preload loss to the displacement amplitude and the remaining preload are considered. The calculation method also applies to load cases with variable load amplitudes. This is validated experimentally.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2024
Autor(en): Hofmann, Marius ; Faß, Markus ; Eberhard, Andrea ; Klein, Macus ; Baumgartner, Jörg ; Oechsner, Matthias ; Melz, Tobias
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Method of accumulation of preload loss of bolted joints due to rotational self-loosening caused by cyclic, transversal excitation
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 26 November 2024
Ort: Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 8 August 2024
Ort der Erstveröffentlichung: Oxford [u.a.]
Verlag: Elsevier
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Engineering Failure Analysis
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 162
Kollation: 12 Seiten
DOI: 10.26083/tuprints-00028114
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/28114
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Herkunft: Zweitveröffentlichungsservice
Kurzbeschreibung (Abstract):

This paper presents a new method to experimentally characterize the rotational self-loosening behavior of bolted joints. Furthermore, a method to calculate the preload loss due to certain relative displacements of the clamped parts was developed. The method obtains all required calculation parameters from the experimental tests performed and neither needs further experimental determination of friction coefficients nor numerical simulations to predict the preload loss. The method accumulates the preload loss of load cycles. Thereby, it can be used to estimate the time a machine can operate until a critical amount of preload is lost. Non-linear dependencies of the preload loss to the displacement amplitude and the remaining preload are considered. The calculation method also applies to load cases with variable load amplitudes. This is validated experimentally.

Freie Schlagworte: Mechanical engineering, Bolted joints, Steel, Mechanical testing, Self-loosening, Design fault, Accumulation of preload loss
ID-Nummer: Artikel-ID: 108404
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-281141
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)
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet Systemzuverlässigkeit, Adaptronik und Maschinenakustik (SAM)
Hinterlegungsdatum: 26 Nov 2024 14:37
Letzte Änderung: 27 Nov 2024 14:00
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