Berechnung der Scher- und Zugfestigkeiten von Schrauben und Bolzen in technischen Anwendungen

Das Verständnis der Scher- und Zugfestigkeiten von Bolzen und Schrauben ist für die Gewährleistung von Sicherheit und Zuverlässigkeit in technischen Anwendungen unerlässlich. Eine richtige Berechnung hilft bei der Auswahl geeigneter Befestigungselemente für verschiedene Belastungen und Bedingungen.

Scherfestigkeit von Schrauben und Bolzen

Unter Scherfestigkeit versteht man die maximale Belastung, die ein Bolzen oder eine Schraube bei achsparallelen Kräften aushalten kann, und sie wird in erster Linie durch die Materialeigenschaften und die Querschnittsfläche des Befestigungselements bestimmt.

Die Scherfestigkeit kann mit der Formel abgeschätzt werden:

Scherfestigkeit = Scherspannung × Querschnittsfläche

Bei der Scherbeanspruchung hängt der Werkstoff und der Herstellungsprozess ab. Bei Standard-Stahlbolzen wird die Scherfestigkeit oft mit 60 % der Zugfestigkeit angenähert.

Zugfestigkeit von Schrauben und Bolzen

Die Zugfestigkeit gibt die maximale axiale Belastung an, die ein Befestigungselement vor dem Versagen aushalten kann, und wird durch die Zugfestigkeit des Materials und die Querschnittsfläche des Bolzens beeinflusst.

Die Grundberechnung lautet:

Spannfestigkeit = Zugfestigkeit × Querschnittsfläche

Designüberlegungen beinhalten oft die Anwendung eines Sicherheitsfaktors, um Unsicherheiten und dynamische Belastungen zu berücksichtigen.

Faktoren, die die Stärkeberechnung beeinflussen