Tragverhalten kombiniert beanspruchter Verbindungen mit Schließringbolzensystemen

Projektbeschreibung

In vielen Herstellungsprozessen ist das Fügen von Bauteilen und Baugruppen ein bedeutsamer Fertigungsschritt, der die Kosten und die Qualität des Endproduktes wesentlich bestimmt.
Schließringbolzen (SRB) weisen im Vergleich zu Schraubenverbindungen (SV) eine Reihe von Vorteilen auf. Hierzu zählen die äußerst geringen Streuungen beim bedienerunabhängigen Einbringen der Vorspannkraft, die höheren Tragwiderstände in Zug- und Scherverbindungen im Vergleich zu Schrauben mit gleichem Nenndurchmesser, die Verfügbarkeit von genormten Festigkeitsklassen (FK) 8.8 und 10.9 nach DIN EN ISO 898-1 sowie vor allem die wirksame Sicherung gegenüber dem selbsttätigen Lösen des Schließrings. Diese Vorteile ermöglichen u. a. Einsparungen in der Fertigung und Montage sowie Kostenreduzierungen für Wartung und Instandhaltung von Konstruktionen.

Dennoch fehlen aktuell verifizierte und wirtschaftliche Bemessungsregeln für den Interaktionsnachweis von SRB-Systemen sowie die Kenntnis über vorherrschende Zusammenhänge unter kombinierter Beanspruchung resultierend aus Scher- und Zugkräften, die den Interaktionsnachweis am SRB beeinflussen.

Es wird erwartet, dass sich SRB unter kombinierter Scher- und Zugbeanspruchung bezüglich ihrer Tragfähigkeit vergleichbar zu Schrauben verhalten, sodass der Interaktionsnachweis für die SRB ebenfalls mit dem bilinearen Ansatz nach DIN EN 1993-1-8 oder mit dem Kreisbogenansatz nach VDI 2230-Blatt 1 geführt werden kann. Somit wäre eine höhere Ausnutzung der Einzeltragfähigkeiten von SRB auch unter kombinierter Beanspruchung möglich.

Dazu wird der Einfluss auf das Tragverhalten von Parametern wie der Ausführungsform des SRB-Systems, dem Nenndurchmesser, der Werkstoffpaarung, der Festigkeitsklasse sowie dem Lasteinleitungswinkel identifiziert, um damit den Einfluss des Konstruktionsprinzips des SRB auf das Tragverhalten bei kombinierter Beanspruchung im Vergleich zur Schraube wissenschaftlich zu untersuchen und zu interpretieren. Über numerische Simulationen (FEM) werden weitere Einflussgrößen betrachtet, die im Versuch nicht oder nur mit sehr hohem experimentellem Aufwand abgebildet werden können.