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Autor Thema:  Sprengwirkung konisches Gewinde (2469 mal gelesen)
Leo Laimer
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erstellt am: 30. Mrz. 2012 09:41    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo Freunde,

Habe hier einen Berechnungsfall wo meine Kenntnisse einfach nicht ausreichen, darum meine Bitte um ein paar Hinweise.

Es handelt sich um ein konisches Spezialgewinde.
Über einen Zapfen mit Aussengewinde wird mit einem genau definierten Drehmoment eine Hülse geschraubt.
Gesucht sind die Spannungen in der Hülse, die ebendiese zu "sprengen" versuchen.
(Sämtliche Bauteile und Geometrien sind bekannt).
Ich kann mir noch soweit vorstellen, dass das Drehmoment, wie bekannt, eine Vorspannkraft erzeugt, die wiederum über den Winkel des Spitzgewindes eine radiale Kraft-Komponente in die Hülse einbringt.
Aber wie kann ich den wahrscheinlich wesentlich grösseren Einfluss der Konizität des Gewindes ansetzen?

------------------
mfg - Leo

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adamsh
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erstellt am: 30. Mrz. 2012 10:07    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Leo Laimer 10 Unities + Antwort hilfreich

Achtung: Dreiachsiger Spannungszustand aus

  1. Axialkraft,
  2. Radialkraft (aus Kegel),
  3. Tangentialkraft aus Reibmoment zwischen Hülse und Schraube.

Um jetzt die tatsächlichen Spannungen zu berechnen, müsstest Du die Kraftverteilung in Deiner Hülse kennen. Deine Kräfte sind ja nur das Integral Deiner Spannungen in die jeweilige Richtung.

Bestenfalls kannst Du das numerisch unter Annahme elastisch-plastischer Formänderungen und starker Vereinfachungen rechnen.

Gruß, Hans

[Diese Nachricht wurde von adamsh am 30. Mrz. 2012 editiert.]

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Leo Laimer
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erstellt am: 30. Mrz. 2012 10:14    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Danke für den ersten Hinweis!

Ich vermute, dass man die Tangentialkraft aufgrund Reibung zunächst vernachlässigen könnte.
Bleibt die Axialkraft, und die Radialkraft.
Kann ich Letztere über die Keilwirkung des Kegels bestimmen?

------------------
mfg - Leo

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adamsh
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Halbwegs Systemadministration und -entwurf....

erstellt am: 30. Mrz. 2012 10:22    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Leo Laimer 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von Leo Laimer:
Danke für den ersten Hinweis!

Bleibt die Axialkraft, und die Radialkraft.
Kann ich Letztere über die Keilwirkung des Kegels bestimmen?


1) Ja.
2) Dann ahst Du immer noch --- angenäherte --- Kräfte, und keine Spannung.

Gruß, Hans

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Leo Laimer
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erstellt am: 30. Mrz. 2012 10:32    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo Hans,

Ich hab den Fall natürlich etwas vereinfacht beschrieben.
Eigentlich handelt es sich um keine geschlossene Hülse, sondern die ist in 4 Segmente geschlitzt, und ich will letztlich die Verformung (die "Aufspreizung") der Hülsensegmente errechnen, die aufgrund der radialen und axialen Kräfte entstehen.
Umgangssprachlich ausgedrückt: Die geschlitzte Hülse wird mit einem bestimmten Drehmoment festgezogen, besteht aufgrund der Verformung wegen o.e. Kräfte die Gefahr, dass das Gewinde "überspringt". Oder gelingt der Nachweis, dass die Verformung so gering ist dass das Gewinde "geschlossen" bleibt.

(Ich weiss, dass es sehr schwierig ist, die handfesten, praxisbetonten Vorstellungen und Bedenken in pure hohe Theorie zu kleiden).

------------------
mfg - Leo

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Hohenöcker
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erstellt am: 30. Mrz. 2012 10:43    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Leo Laimer 10 Unities + Antwort hilfreich

Was ist das für ein komisches - äh, konisches Gewinde? Geht es um so was wie einen Bodenanker?

------------------
Gert Dieter 

Kompliziert ist einfach. Einfach ist kompliziert.

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Leo Laimer
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erstellt am: 30. Mrz. 2012 10:52    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo Gert Dieter,

Da rührst Du an einem anderen wunden Punkt: Natürlich kann man nicht im Klartext sagen um was es sich handelt. Auch wenns nicht so brisant ist wie das neueste Eifon <G>

------------------
mfg - Leo

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adamsh
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erstellt am: 30. Mrz. 2012 11:13    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Leo Laimer 10 Unities + Antwort hilfreich

 
Zitat:
Original erstellt von Leo Laimer:
Hallo Hans,

Ich hab den Fall natürlich etwas vereinfacht beschrieben.
Eigentlich handelt es sich um keine geschlossene Hülse, sondern die ist in 4 Segmente geschlitzt, und ich will letztlich die Verformung (die "Aufspreizung") der Hülsensegmente errechnen, die aufgrund der radialen und axialen Kräfte entstehen.

(Ich weiss, dass es sehr schwierig ist, die handfesten, praxisbetonten Vorstellungen und Bedenken in pure hohe Theorie zu kleiden).


Das wäre von Anfang an deutlich einfacher gewesen. Ich hoffe, Du darfst den Zylindermantel in vier gleiche Schalen spalten, alle mit pi/2 Öffnungswinkel, dann ist der Lösungsansatz  klar:

Zylinderschale, pi/2, Ränder im Schlitz kraft- und momentenfrei, unten im begrenzenden Ring Gleichgewichte folgen aus Symmetriebdg. ...

Krafteinwirkungen modellieren: Zum Überblick gleichverteilte Flächenlast, für Details Lambda-verteilte Flächenlasten über die Fläche schieben, einfach ein bisschen spielen mit den Lastannahmen und Deinem FE-Programm geringsten Misstrauens. Das liefert dir dann auch die entsprechende Kinematik ....... (Klar, Resultierende müssen obigen Integralbdg. genügen)

Du kannst natürlich versuchen, Hülse, Innen- und Außengewinde und Schraubenkern zu modellieren, und mit Kontaktelementen nachher zu rechnen......... Wer sagt, dann, dass Ergebnis, Berechnung und Modell noch etwas mit der Realität zu tun haben?

Gruß, HA

[Diese Nachricht wurde von adamsh am 30. Mrz. 2012 editiert.]

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Leo Laimer
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Danke Hans,
ich wusste ja nicht, dass Du gleich so viel weiter denkst <G>
Ich steck ja schon früher fest, bei der Umlegung des Drehmomentes auf konkrete radiale Kräfte.
Aber ein paar Hinweise konnte ich mir nun schon rausdestillieren.

------------------
mfg - Leo

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Luechinger
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erstellt am: 30. Mrz. 2012 17:07    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Leo Laimer 10 Unities + Antwort hilfreich

Und zum Schluss noch mit einer Energiebetrachtung auf Plausibilität prüfen:

Drehmoment*Drehwinkel = E1 (Als Drehwinkelannahme würde ich 2*Pi nehmen, wegen Steigung....)
Kraft*Weg der Hülsen = E2 (Weg der Hülse nach aussen aufgrund Steigung1 und Steigung2)

E2 sollte dann nicht grösser als E1 sein....(Falls doch und per praktischem Versuch reproduzierbar, bitte bei mir melden

Gruss

David

PS: Die Reibung würde ich so aus dem Bauchgefühl keineswegs vernachlässigen. Da kann man übel auf die "Sch...ze" fliegen


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