Praxisgerechte Bewertung zyklisch beanspruchter Schraubenverbindungen mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode

Schrauben sind nach wie vor eines der wichtigsten Verbindungselementen im konstruktiven Ingenieurwesen. Während die Schraube im Allgemeinen gegenüber einer statischen Belastung als unkritisch anzusehen ist – ausreichende Duktilität der Werkstoffe vorausgesetzt – reagiert sie aufgrund ihrer Eigenschaft als vielgekerbtes Bauteil äußerst sensibel auf eine zyklische Beanspruchung. Zur Reduktion des auf die Schraube entfallenden Anteils der Belastung in einer Schraubenverbindung wird die Schraube hoch vorgespannt. Das System aus Schraube und verspannten Teilen wirkt somit als Ganzes und muss insgesamt betrachtet werden. Eine moderne Möglichkeit der Berechnung eines verspannten Systems bietet die Finite-Elemente-Methode (FEM). Mit ihrer Hilfe lassen sich Schraubenverbindungen detailliert abbilden und bewerten. Der Aufwand für eine solche detaillierte Bewertung ist allerdings enorm, so dass Vereinfachungen zu finden sind, die die Schraube in einer Verbindung möglichst einfach, allerdings in einer ausreichenden Genauigkeit wiedergeben.