SolidWorks Simulation – Wie werden Schrauben behandelt

Schrauben(-verbindungen) werden in SolidWorks Simulation intern mittels mehrer so genannter Balkenelemente abgebildet.  Wie Sie wissen, stellen Balkenelemente eine eindimensionale Geoemtrie dar, die nur über je einen Knoten am Anfang und einen Knoten am Ende verfügt. Es sind deshalb gleich mehrere Balkenelemente für dieses Ersatzmodell erforderlich.  

  • Ein Balkenelement bildet gewissermassen den Schaft der Schraube und liegt mittig zentriert  in der Bohrungsöffnung.
  • Am Anfang bzw. am Ende dieses “Schaftelementes”  werden – ähnlich einem Spinnennetz –  umlaufend weitere starre Balkeneelemente angeordnet.  Diese greifen  ihrerseites an einem Ende alle mit einem Kmnoten an dem jeweiligen Knoten des “Schaftelementes” und werden am gegenüberliegenden Ende mit den vorgewählten Kopf-/Mutterauflageflächen verbunden.

Das Schaftelement besitzt einen Widerstand allerdings nur gegen Zugspannung, nicht jedoch gegen Druckspannung. Von daher besteht die Möglichkeit, dass bei Analysen, bei denen die Schrauben unter Druck belastet werden, die ermittelten Axialkräfte der Schrauebn ungenau sind. Die Wegnahme oder Verringerung einer Vorspannkraft könnte in solchen Fällen in Wirklichkeit zu einer Lockerung der Schrauben führen.Bolt-Symmetrie in SolidWorks Simulation - Wie werden Schrauben behandelt

Bei solchen Problemstellungen empfiehlt der Hersteller, die Schraube entsprechend aus zu modellieren und ihre Wirkung über eine entsprechende Kontaktbedingungen an Kopf, Mutter, und Schaftflächen  (Keine Penetration) zu definieren.

Beachten sollte man, dass bei symmetrischen Aufgabenstellungen, bei denen die Schraube(n) geschnitten wird (werden), bei der Defintion der Schraubenverbindung die Option “Erweiterte Optionen” aktiviert wird, um die Symmetrieebenen zu definieren. Und dass außerdem nur die anteilige Vorspannkraft angesetzt wird.

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