Berechnung des nichtlinearen Tragverhaltens gezogener vorgespannter L-Flansche

Die Schraubenkraft des vorgespannten L-Flansches unter Zugbelastung zeigt im Versuch einen nichtlinearen Verlauf. Für diesen Verlauf wird ein nichtlineares elastisches Berechnungsverfahren angegeben und durch vorliegende Versuche verifiziert. Der nichtlineare Verlauf der Zugkraft in der Schraube und der Druckspannungen in den verbundenen Flanschen werden mit Hilfe des elastisch gebetteten Balkens berechnet. Die Deutung der mechanischen Zusammenhänge erfolgt mit Hilfe des Kraftgrößenverfahrens, die iterative Berechnung des nichtlinearen Verlaufs mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode. Für dicke Flansche wird ein nichtlineares Näherungsverfahren abgeleitet. Die bisherigen Berechnungsverfahren von Petersen und Schmidt/Neuper werden einer kritischen Betrachtung unterzogen, und es wird die Verbindung zum linearen Verfahren der Richtlinie VDI 2230 hergestellt. Der Beitrag schließt mit Bemerkungen zu den Nachweisen der Grenzzustände (Tragfähigkeit, Ermüdung und Gebrauchstauglichkeit) nach DIN 18800 und Eurocode 3.