Zeitschrift für angewandten Maschinenbau

Abstrakt

Entwurf und Optimierung von Schraubverbindungen zur Reduzierung des Spannungskonzentrationsfaktors

Govindu N, Jayanand Kumar T und Venkatesh S

Bolzen und Muttern werden zur temporären Befestigung in Maschinen und Strukturbaugruppen verwendet; sie spielen eine wichtige Rolle bei der Einschränkung der Bewegung einzelner Teile in der Baugruppe. Etwa 10 bis 20 % der Befestigungselemente werden in verschiedenen Ausführungen, Größen, Festigkeitsstufen und Materialien in komplexen mechanischen Systemen für verschiedene Anwendungen verwendet. Die ungleiche Lastverteilung in den Gewindebefestigungen führt zu Ermüdungsbrüchen aufgrund von Spannungskonzentration. In diesem Dokument werden die Spannungsverteilung in Buttress- und ACME-Gewinden für verschiedene symmetrische Modelle wie eine Nut an Bolzen und Mutter, eine Stufe an der Mutter mit oder ohne Nut an der Schraube und für den reduzierten Durchmesser eine Verjüngung an der Mutter und eine Nut an der Schraube in 3D entworfen und anhand von 2D-Modellen analysiert und validiert, die zur Reduzierung der Spannungskonzentration entwickelt wurden. Ziel dieser Studie ist es, den quantitativen Vergleich zwischen den Konstruktionsmodifikationen von Buttress- und ACME-Bolzen und -Muttern aufzuzeigen, um die Konstruktionsmethoden zur effizienten Reduzierung der Spannungskonzentration zu verbessern. In dieser Studie werden verschiedene geometrische Konstruktionen zur Reduzierung des Spannungskonzentrationsfaktors vorgeschlagen.