Advanced performance assessment methods for high‐strength bolts in ring‐flange connections. Issue 5 (7th May 2018) - Schaumann, Peter; Eichstädt, Rasmus; Stang, Andre
Abstract: Dedicated to Prof. Dr.‐Ing. Jörg Lange on the occasion of his 60th birthday Fortschrittliche Bewertungsmethoden für hochfeste Schrauben in Ringflanschverbindungen. HV‐Schraubengarnituren mit sehr großen Durchmessern in Ringflanschen von Windenergieanlagen sind hohen statischen und zyklischen Lasten mit sehr hohen Lastwechselzahlen ausgesetzt. Ihre Trag‐ und Ermüdungsfestigkeit sind entscheidend für die strukturelle Integrität der Tragstrukturen. Neben experimentellen Untersuchungen der HV‐Garnituren bieten analytische und numerische Bewertungsmethoden die Möglichkeit das strukturelle Verhalten im Detail zu bewerten und die Entwicklung von geeigneten Bemessungsverfahren und Designlösungen zu unterstützen. In diesem Beitrag wird, basierend auf der Monte‐Carlo‐Simulation, eine probabilistische Bewertung der Ermüdungsfestigkeit von HV‐Schraubengarnituren in Ringflanschen durchgeführt. Dabei wird die Versagenswahrscheinlichkeit berechnet und der Einfluss der streuenden Parameter auf die Zuverlässigkeit untersucht. Anschließend wird ein analytisches Verfahren zu Berechnung der Ermüdung von Schrauben mit großen Abmessungen basierend auf dem Kerbdehnungskonzept vorgestellt. Die Ergebnisse von zwei unterschiedlichen Methoden zur Bestimmung der zyklischen Grundwerkstoffeigenschaften werden verglichen. Die Berechnungen werden anhand von Ermüdungsversuchen an HV‐Schraubengarnituren validiert und hinsichtlich der Bewertung des lokalen Beanspruchungszustands, des Schädigung‐Parameters und der Sensitivität gegenüber Werkstoffeingangsparametern diskutiert und erläutert.