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VDI 2230 Blatt 1-2003.pdf

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上传者: agdlikui 2012-07-26 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《VDI 2230 Blatt 1-2003pdf》,可适用于工程科技领域,主题内容包含VEREINDEUTSCHERINGENIEURESystematischeBerechnunghochbeanspruchterSchrauben符等。

VEREINDEUTSCHERINGENIEURESystematischeBerechnunghochbeanspruchterSchraubenverbindungenZylindrischeEinschraubenverbindungenSystematiccalculationofhighdutyboltedjointsJointswithonecylindricalboltVDIBlattPartAusgdeutschenglischIssueGermanEnglishVDIGesellschaftEntwicklungKonstruktionVertriebFachbereichKonstruktionAusschussSchraubenverbindungenVDIHandbuchKonstruktionVDIRICHTLINIENZubeziehendurchAvailablefromBeuthVerlagGmbH,Berlin–AlleRechtevorbehaltenAllrightsreservedVereinDeutscherIngenieure,DüsseldorfVervielfältigung–auchfürinnerbetrieblicheZwecke–nichtgestattetReproduction–evenforinternaluse–notpermittedICSFebruarFebruaryDiedeutscheVersiondieserRichtlinieistverbindlichTheGermanversionofthisguidelineshallbetakenasauthoritativeNoguaranteecanbegivenwithrespecttotheEnglishtranslationInhaltSeiteVorwortzurRichtlinieVDIBlattNeufassungGeltungsbereichUnterschiedezurRichtlinieVDIBlattvonJuliundzurNeufassungvonOktoberKraftundVerformungsverhältnisseÜberblickübermöglicheBerechnungsverfahrenGrundlagezurBerechnungvonEinschraubenverbindungenKraftundVerformungsanalyseZentrischverspannteEinschraubenverbindungExzentrischverspannteEinschraubenverbindungEinseitigesKlaffenderTrennfugeQuerkrafteinflüsseRechenschritteÜbersichtErläuterungenBerechnungsgrößenElastischeNachgiebigkeitenderVerbindungNachgiebigkeitderSchraubeAxialeNachgiebigkeitBiegenachgiebigkeitNachgiebigkeitderaufeinanderliegendenverspanntenTeileNachgiebigkeitbeizentrischverspannterEinschraubenverbindungNachgiebigkeitbeiexzentrischverspannterEinschraubenverbindungContentsPagePreliminarynotetotheguidelineVDIPartneweditionRangeofvalidityDifferencesfromguidelineVDIPartdatedJulyandthereviesedversiondatedOctoberLoadanddeformationconditionsOverviewofpossiblecalculationmethodsPrinciplesforcalculatingsingleboltedjointsanalysisofforcesanddeformationConcentricallyclampedsingleboltedjointEccentricallyclampedsingleboltedjointOnesidedopeningoftheinterfaceEffectsoftransverseloadCalculationstepsOverviewExplanationsCalculationquantitiesElasticresiliencesofthejointResilienceoftheboltAxialresilienceBendingresilienceResilienceofsuperimposedclampedpartsResilienceforaconcentricallyclampedsingleboltedjointResilienceforaneccentricallyclampedsingleboltedjointFrühereAusgabe:,deutschFormeredition:,inGermanonlyLizenzierteKopievonelektronischemDatenträger`,`,`,``,`,,,,,```,,,,,,``````,,`,,`,`,,`AllrightsreservedVereinDeutscherIngenieure,Düsseldorf––VDIBlattPartSeiteNachgiebigkeitbeiexzentrischemAngriffeineraxialenBetriebskraftKrafteinleitungErsatzwirkungsliniederaxialenBetriebskraft–AbstandaDerKrafteinleitungsfaktorGrundlagenVorgehensweisezurErmittlungdesKrafteinleitungsfaktorsnKraftverhältnisundSchraubenzusatzkraftKraftverhältnisseundSchraubenzusatzkraftbiszurAbhebegrenzeZentrischeBelastungExzentrischeBelastungÄußeresBiegemomentalsSonderfallVerhältnisseanderAbhebegrenzebeiexzentrischerBelastungVerhältnissebeiklaffenderVerbindungVorspannkraftMindestklemmkraftVorspannkraftänderungenVorspannkraftverlustedurchSetzenundRelaxationTemperaturabhängigeVorspannkraftänderungMontagevorspannkraftundAnziehdrehmomentDrehmomentgesteuertesAnziehenDrehwinkelgesteuertesAnziehenStreckgrenzgesteuertesAnziehenGegenüberstellungderAnziehverfahrenMindestmontagevorspannkraftBeanspruchungenundFestigkeitsnachweisMontagebeanspruchungBetriebsbeanspruchungSchwingbeanspruchungFlächenpressunganSchraubenkopfundMutternauflageflächenEinschraubtiefeScherbelastungAllgemeinesLastaufteilungStatischeBeanspruchungDynamischeBeanspruchungPageResilienceforeccentricapplicationofanaxialworkingloadLoadintroductionSubstitutionallineofactionoftheaxialworkingload–distanceaLoadintroductionfactorBasicprinciplesProcedurefordeterminingtheloadintroductionfactornLoadfactorandadditionalboltloadLoadfactorsandadditionalboltloaduptotheopeninglimitConcentricloadingEccentricloadingExternalbendingmomentasspecialcaseRelationshipsattheopeninglimitinthecaseofeccentricloadingRelationshipsatanopeningjointPreloadMinimumclamploadPreloadchangesLossesofpreloadduetoembeddingandrelaxationTemperaturedependentpreloadchangeAssemblypreloadandtighteningtorqueTorquecontrolledtighteningAnglecontrolledtighteningYieldcontrolledtighteningComparisonofthetighteningtechniquesMinimumassemblypreloadStressesandstrengthverificationAssemblystressWorkingstressAlternatingstressSurfacepressureatboltheadandnutbearingareaLengthofengagementShearingloadGeneralLoaddistributionStaticstressDynamicstressLizenzierteKopievonelektronischemDatenträgerAlleRechtevorbehaltenVereinDeutscherIngenieure,DüsseldorfVDIBlattPart––SeiteGestaltungshinweisezurErhöhungderBetriebssicherheitvonSchraubenverbindungenHaltbarkeitderSchraubenverbindungLockernundLosdrehenvonSchraubenverbindungenFormelzeichenundBegriffeSchrifttumAnhangATabellenzurBerechnungAnhangBBerechnungsbeispieleAnhangCBerechnungdesKrafteinleitungsfaktorsVorwortDieseitmehralsJahreninderPraxisangewendeteRichtlinieisteineanerkannteundvielbeachteteEmpfehlungSiegiltinzwischenalseinStandardwerkzurBerechnungvonSchraubenverbindungennichtnurim,sondernauchaußerhalbdesdeutschsprachigenRaumesDasZielderRichtliniebestehtdarin,demKonstrukteurundBerechnungsingenieurinFormvonRechenschritteneineweiterverbessertesystematischeVorgehensweisezurBerechnungvonSchraubenverbindungenzurSeitezustellen,dieihmeinefunktionsundbetriebssichereAuslegungbeiweitgehenderAusnutzungderSchraubentragfähigkeitermöglichtSeitdemErscheinenderFassungwurdenbeiderAnwendungderRichtlinievielfältigeErfahrungengemacht,diesichuaineinerReihevonHinweisen,AnfragenundÄnderungswünschenderAnwenderausdrückenDiesesowieÄnderungenimNormenwerkundvorallemeinigeneueErkenntnisseundForschungsergebnissewarendemVDIAusschussAnlass,BlattderRichtliniegrundlegendzuüberarbeitenunddasgeplanteBlatt(Mehrschraubenverbindungen)vorerstzurückzustellenDieÜberarbeitungbeschränktesichdabeinichtnuraufeineAktualisierungeinigerAbschnitte,sonderneserfolgteeineReihegrundsätzlicherÄnderungenderInhalteDarüberhinauswurdemitdemZieleinerverbessertenÜbersichtlichkeitderAufbauderRichtliniegeändertInhalte,dienichtunmittelbarzurBerechnungbenötigtwerden,wurdenentwederganzentfernt(zBHöhedesSchraubenkopfes)oderaufeinzumVerständniserforderlichesMindestmaßreduziert(zBMontageverfahren)NachintensiverDiskussionundÜberarbeitungdesvorgelegtenEntwurfserschienimOktoberdieNeufassungderRichtlinieVDI–zuerstindeutscherSpracheDieFertigstellungdernunSeiteDesigninformationforincreasingtheservicereliabilityofboltedjointsDurabilityoftheboltedjointLooseningofboltedjointsSymbolsandnotationBibliographyAnnexACalculationtablesAnnexBCalculationexamplesAnnexCCalculationoftheloadintroductionfactorPreliminarynoteTheguideline,whichhasbeenusedinpracticeforoveryears,iswidelyrecognizedandoftenreferredtoItisbynowregardedasastandardworkforcalculatingboltedjointsnotonlywithinbutalsooutsidetheGermanspeakingareaTheaimoftheguidelineistoprovidethedesigneranddesignengineerwithafurtherimprovedsystematicprocedureforcalculatingboltedjointsintheformofcalculatedsteps,thisprocedureenablinghimtodesigntheboltedjointsinareliablemannerintermsoffunctionandoperationwhilelargelyutilizingtheboltloadingcapacitySincetheappearanceoftheeditionin,avarietyofexperiencehasbeengainedwiththeuseoftheguidelineandthishasmanifesteditself,amongotherthings,inanumberofcomments,queriesandrequestsforchangesonthepartoftheusersTheseandotherchangesinthestandardworkandinparticularsomenewknowledgeandresearchresultshavecausedtheVDICommitteetofundamentallyrevisePartoftheguidelineandtopostponetheplannedPart(multiboltedjoints)forthetimebeingThisrevisionisnotjustrestrictedtoupdatingsomesections,butratheranumberoffundamentalchangestothecontentshavebeenmadeInaddition,thestructureoftheguidelinehasbeenchanged,withtheaimofimprovingtheclarityContentswhicharenotdirectlyrequiredforcalculationhaveeitherbeencompletelyremoved(egtheheightofthebolthead)orhavebeenreducedtotheminimumrequiredforunderstanding(egassemblymethods)AfterintensivediscussionandrevisionofthedraftsubmittedinthenewversionoftheguidelineVDIPartappearedinOctoberonlyinGermanlanguageThecompletionoftheavailableLizenzierteKopievonelektronischemDatenträger`,`,`,``,`,,,,,```,,,,,,``````,,`,,`,`,,`AllrightsreservedVereinDeutscherIngenieure,Düsseldorf––VDIBlattPartvorliegendenzweisprachigenFassungwurdegenutzt,umeinigekleinereFehlerzubereinigenunddieAngabenzudenWerkstoffkennwertenzuergänzenSieenthältgegenüberderFassungvonkeinegrundsätzlichenÄnderungenzumInhaltDieRichtlinieVDIBlatt„SystematischeBerechnunghochbeanspruchterSchraubenverbindungen–ZylindrischeEinschraubenverbindungen“istdasErgebniseinerGemeinschaftsarbeitdesVDIAusschusses„Schraubenverbindungen“AllenehrenamtlichenMitarbeiterndiesesAusschussesseiandieserStellefürihrEngagementunddasZurVerfügunggestellteFachwissen,TabellenundBildmaterialgedanktGeltungsbereichDieFestlegungendieserRichtliniegeltenfürStahlschrauben(BefestigungsgewindemitFlankenwinkel)inhochbeanspruchtenundhochfestenSchraubenverbindungen,dhfürFestigkeitsklassenbisbzwundundeinerkraftschlüssigenÜbertragungderBetriebsbelastungDiesebestehtinderRegelauseinerstatischenoderdynamischenAxialkraft(dhWirkungsrichtungparallelzurSchraubenachse)DarüberhinauskönnenBiegemomenteundQuerkräfteauftretenDieTabellenwertesindfürdieAbmessungsbereicheMbisMangegebenFürSchraubenausanderenWerkstoffen,beiniedrigerenodervondenFestigkeitsklassennachDINENISOabweichendenFestigkeitenkanndieRichtliniesinngemäßangewendetwerdenGleichesgiltfürSchraubengrößererAbmessungenDieRichtliniegiltfüreinebegrenzteAbmessungderKontaktflächenindeninnerenTrennfugen(MaßG,sieheAbschnitt)WenndieserGrenzwertüberschrittenwird,geltendieangegebenenBeziehungennichtmehr,bzwesstelltsicheingrößererBerechnungsfehlereinDiedenTabellenAbisA,A,AundAzuGrundeliegendenWerkstoffeigenschaftengeltennurbeiRaumtemperatur,dhdieAbhängigkeitvontieferenundhöherenTemperaturenistentsprechendzubeachtenExtremeBeanspruchungen(zBKorrosion),stoßartigeundstochastischeBelastungenwerdennichtbehandeltGrundsätzlichbefreitdieRichtlinienichtvonexperimentellenundodernumerischen(FEM,BEM)UntersuchungenzurVerifizierungderBerechnungsergebnisseDiesistinsbesonderebeikritischenVerbindungenanzuratenFolgendeVorschriftenundNormen(Auswahl)sindgegebenenfallszubeachten:bilingualversionwasused,inordertocorrectsomesmallerrorsandtosupplementthedatatothematerialparametersTheavailablebilingualversiondoesnotcontainfundamentalchangestocontentsoftheGermanlanguageversionfromOctoberTheguidelineVDIPart”Systematiccalculationofhighdutyboltedjoints–Jointswithonecylindricalbolt“istheresultofacooperativeeffortoftheVDICommittee”Boltedjoints“Allhonorarycoworkersofthiscommitteearethankedatthispointfortheirengagementandforprovidingexpertknowledge,tablesandfiguresRangeofvalidityThestipulationsofthisguidelineapplytosteelbolts(fasteningthreadswithflankangle)inhighdutyandhighstrengthboltedjoints,ieforstrengthgradestoorandandfrictionaltransmissionoftheworkingloadAsarule,theworkingloadconsistsofastaticordynamicaxialload(iedirectionofactionparalleltotheboltaxis)Inaddition,bendingmomentsandtransverseloadsmayoccurThetabularvaluesaregivenforthedimensionrangeMtoMTheguidelinemaybeappliedbyanalogytoboltsmadeofothermaterials,inthecaseoflowerstrengthorstrengthdifferingfromthestrengthgradesaccordingtoDINENISOThesameappliestoboltsoflargerdimensionsTheguidelineappliestoalimitedsizeofthecontactareasattheinnerinterfaces(dimensionG,seeSection)Ifthislimitingvalueisexceeded,thespecifiedrelationshipsnolongerapply,oralargercalculationerroroccursThematerialpropertiesbasedontheTablesAtoA,A,AandAapplyonlyatroomtemperature,ieappropriateallowancemustbemadefortheirtemperaturedependenceatlowerandhighertemperaturesExtremestresses(egcorrosion),suddenandstochasticloadsarenottreatedTheguidelineinprincipledoesnotdoawaywiththeneedforexperimentalandornumerical(FEM,BEM)testsforverifyingthecalculationresultsThisistoberecommended,inparticularinthecaseofcriticaljointsThefollowingstandardsorspecifications(selection)aretobeobservedwhereapplicable:LizenzierteKopievonelektronischemDatenträger`,`,`,``,`,,,,,```,,,,,,``````,,`,,`,`,,`AlleRechtevorbehaltenVereinDeutscherIngenieure,DüsseldorfVDIBlattPart––Gesetze,Verordnungen,VerwaltungsvorschriftenTRDSchraubenundMutternausStahl(DeutscherDampfkesselausschussDITRimDIN,Berlin,BeuthVertriebBerlin)TRDSchraubenRichtlinieEGRichtliniezurAngleichungderRechtsvorschriftenderMitgliedsstaatenüberDruckgeräteTechnischeRegelnDINMechanischeVerbindungselementeTechnischeLieferbedingungen(BeuthVerlag,Berlin)DIN

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