Auslegungsprozess zur Absicherung des selbsttätigen Losdrehverhaltens von Schraubenverbindungen in realen Bauteilsystemen

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Thematik des selbsttätigen Losdrehens von Schraubenverbindungen. Dies ist ein gewichtiger Schädigungsmechanismus dynamisch beanspruchter Schraubenverbindungen, der in vielen Fällen zu einem vollständigen Vorspannkraftverlust innerhalb weniger Schwingspiele führt, womit die Funktionserfüllung innerhalb kürzester Zeit nicht mehr gegeben ist. Eine späte Erkennung dieses Phänomens im Produktentwicklungsprozess führt zu erheblichen Kosten; eine frühe, sichere Erkennung auf numerischer Basis ist derzeit nicht möglich. Aus diesem Grund sind aufbauend auf bestehende Untersuchungen zum Losdrehen auf experimenteller und numerischer Basis weitere erfolgt, um zu ergründen, wie ein Auslegungsprozess im frühen Produktentwicklungsstadium aussehen kann. Gezeigt wird dies anhand einer zeitgemäßen Leichtbaustruktur aus einer Aluminiumlegierung, die im Fahrwerksbereich verschraubt und dynamisch beansprucht ist. Zum grundlegenden Verständnis des Mechanismus sind hochpräzise Messungen von Ein- und Mehrschraubenverbindungen erfolgt. Hierdurch konnten verschiedene theoretisch bekannte Aspekte des Phänomens bewiesen und neue entdeckt werden. Um einen weiteren Schritt in Richtung der analytischen Berechnung des Losdrehens zu gehen, ist ein bestehendes verschiebungsbasiertes Konzept transversal belasteter Verbindungen weiter verfolgt und für zukünftige Arbeiten ein spannungsbasierter Berechnungsansatz für mehraxial belastete Schraubenverbindungen hergeleitet worden.