Integration von Streuungen bei Einflussgrößen zur Berechnung von Schraubenverbindungen

Abstract

Diese Arbeit untersucht die Berechnung von Schraubenverbindungen nach VDI 2230 unter Anwendung stochastischer Methoden. Konservative Annahmen und Tabellenwerte führen oft zu überdimensionierten Verbindungen. Die Arbeit schlägt einen stochastischen Ansatz vor, der die natürlichen Streuungen von Einflussgrößen wie Reibwerten und Anziehfaktoren berücksichtigt. Durch die Anwendung der Wahrscheinlichkeitsrechnung und Monte-Carlo-Simulationen wird die Streuung der Einflussgrößen in die Berechnung integriert, was eine effizientere Dimensionierung von Schraubenverbindungen ermöglicht. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Methoden zu effizienteren Dimensionierungen führen, indem sie die Auslegung an eine definierte Ausfallwahrscheinlichkeit anpassen und Überdimensionierungen vermeiden. Dies hat bedeutende praktische Implikationen für Materialnutzung und Kosteneffizienz.

This work investigates the calculation of bolted connections according to VDI 2230 using stochastic methods. Conservative assumptions and tabulated values often lead to oversized connections. The study proposes a stochastic approach that accounts for natural variations in factors such as friction coefficients and tightening parameters. By incorporating probability theory and Monte Carlo simulations, the variability of these factors is integrated into the calculation, enabling a more efficient design of bolted connections. The results show that these meth-ods lead to more efficient designs by tailoring the design to a defined failure probability and avoiding overdimensioning. This has significant practical implications for material use and cost efficiency.