Mehrschraubenberechnung für
mehr Sicherheit im Schraubenfeld
Kraftverteilungen in komplexen Schraubenfeldern berechnen, höchstbelastete
Schrauben sicher identifizieren und Ergebnisse nachvollziehbar dokumentieren.
Die kritische Schraube im gesamten Schraubenfeld ermitteln
Bei Mehrschraubenverbindungen verteilt sich eine äußere Belastung nicht gleichmäßig auf alle Schrauben. Geometrie, Schraubenanordnung, Steifigkeiten und Krafteinleitung entscheiden darüber, welche Schraube am stärksten beansprucht wird.
MDESIGN multibolt berechnet diese Kraftverteilung nach VDI 2230 Blatt 2 für das gesamte Schraubenfeld. So erkennen Sie, welche Schraube maßgebend wird, wie sich Kräfte und Momente innerhalb der Verbindung verteilen und wo sich die Konstruktion gezielt verbessern lässt.
Standards schaffen, Engineering beschleunigen
MDESIGN schafft eine einheitliche Grundlage für Berechnungen im gesamten Team. Strukturierte Eingaben, zentral gepflegte Berechnungsgrundlagen und eine durchgängige Dokumentation sorgen dafür, dass Ergebnisse nachvollziehbar und über Projekte hinweg vergleichbar bleiben.
Seit über 40 Jahren unterstützt MDESIGN Unternehmen bei der Berechnung und Auslegung technischer Komponenten – heute mit mehr als 35.000 Anwendern weltweit.
Kraftverteilung im gesamten Schraubenfeld berechnen
Axialkräfte, Querkräfte, Biege- und Torsionsmomente wirken auf die gesamte Verbindung, aber nicht auf jede Schraube gleich. MDESIGN multibolt ermittelt deshalb die Belastung für jede einzelne Schraube im Feld und berücksichtigt dabei Geometrie, Schraubenpositionen, Plattensteifigkeit und Krafteinleitung. So wird sichtbar, wie sich die äußere Belastung tatsächlich auf die Verbindung verteilt. Konstrukteure können kritische Schrauben früh erkennen, unterschiedliche Schraubenbilder vergleichen und die Anordnung gezielt anpassen.
Unterschiedliche Flansch- und Anschlussformen flexibel modellieren
Kreisförmiger Flansch, rechteckiger Anschluss oder komplexe Profilgeometrie: Die Form der Verbindung beeinflusst unmittelbar, wie sich Lasten auf die einzelnen Schrauben verteilen.
MDESIGN multibolt ermöglicht unterschiedliche Anschlussformen und Schraubenanordnungen direkt im Modell. So lässt sich die reale Konstruktion gezielt abbilden und ihre Auswirkung auf die Schraubenbelastung untersuchen.
Betriebsbedingungen direkt in die Mehrschraubenberechnung einbeziehen
Auch bei Mehrschraubenverbindungen bleiben Vorspannkräfte und Belastungsverhältnisse im Betrieb nicht zwangsläufig konstant. Temperaturänderungen, unterschiedliche Werkstoffe und Setzvorgänge können die Kraftverteilung innerhalb des Schraubenfeldes verändern.
MDESIGN berücksichtigt diese Randbedingungen direkt in der Berechnung. Eigene Werkstoffkennwerte für Schrauben und Bauteile sowie unterschiedliche Temperaturzustände können ebenfalls hinterlegt werden.
So lässt sich beurteilen, ob die ermittelte Lastverteilung auch unter den tatsächlichen Betriebsbedingungen bestehen bleibt und ob sich dadurch eine andere Schraube zum kritischen Punkt der Verbindung entwickelt.
Höchstbelastete Schraube ermitteln und nachweisen
Die Berechnung liefert nicht nur die Belastung jeder Schraube, sondern zeigt auch, wie die Verbindung als Ganzes reagiert. Grafische Auswertungen machen Lastschwerpunkte, Druckverteilungen und Bewegungen innerhalb des Anschlusses sichtbar.
Die höchstbelastete Schraube wird direkt identifiziert und die berechneten Momente und Kräfte werden sofort für den detaillierten Einzelschraubennachweis nach VDI 2230 Blatt 1 übernommen.
Daraus können Konstrukteure konkrete Verbesserungen ableiten: Schraubenpositionen anpassen, Lasten günstiger verteilen, Geometrien verändern oder vorhandene Reserven gezielter nutzen. So unterstützt die Mehrschraubenberechnung nicht nur den Nachweis, sondern auch die Optimierung der Verbindung.
01
Automatisch erstellte Diagramme
Schraubenzusatzkräfte, Druckverteilungen und Belastungen innerhalb des Schraubenfeldes werden übersichtlich visualisiert. Farbskalen und Heatmaps zeigen sofort, welche Bereiche kritisch beansprucht werden.
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02
Intuitive 3D-Modellierung
Schraubenanordnung, Anschlussgeometrie und Belastung können im Modell angepasst und neu berechnet werden. So lässt sich vergleichen, welche konstruktive Variante die günstigere Lastverteilung erzeugt.
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Dokumentation und Nachweis auf Knopfdruck
Technische Dokumentation automatisch erstellen.
Alle Eingaben, Normen, Randbedingungen, Ergebnisse und Grafiken werden automatisch zu einer vollständigen Dokumentation zusammengeführt. So entstehen nachvollziehbare Nachweise für interne Entwicklung, Kunden, Prüforganisationen oder Fertigung.
STEP-Export direkt aus der Berechnung
Bauteile werden in MDESIGN modelliert, berechnet und bewertet. Die validierten Ergebnisse können anschließend direkt als STEP-Datei exportiert und in CAD-Systeme überführt werden. So bleibt der gesamte Entwicklungsprozess konsistent – ohne Medienbruch und ohne manuelle Übertragung von Geometrien.
Funktionsumfang der MDESIGN Mehrschraubenverbindungen
Die Funktionen sind nach Baugruppen, Schraubenfeldern, Belastungen, Werkstoffen und Ergebnissen gegliedert. Die Lastverteilung und die Ermittlung der höchstbelasteten Schraube erfolgen nach VDI 2230 Blatt 2.
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Baugruppen & Flanschgeometrien
Eingabewerte
- Außen- oder Innenverschraubung
- Rohr-, Deckel- oder Bodenverbindung
- Rundes, rechteckiges oder dreieckiges Flanschblatt
- Form der Anschlusskonstruktion
- Abmessungen von Flanschblatt und Anschlussbauteil
- Aussparungen, Versteifungen und Dichtleisten
- Bauteilversatz und Verdrehung
- Werkstoffe der beiden Bauteile
Berechnete Ergebnisse
- Automatisch erzeugte Baugruppengeometrie
- Parametrisches 3D-Modell
- Kontakt- und Trennfugenbereiche
- Anschluss- und Einspannflächen
- FE-Netz für beide Bauteile
- Berücksichtigte Dicht- und Auflageflächen
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Schraubenfelder & Schraubenanordnung
Eingabewerte
- Lineares Muster in einer Richtung
- Zweidimensionales lineares Muster
- Kreismuster
- Einzelschrauben mit freier Position
- Anzahl der Schrauben
- Teilkreis- und Musterabmessungen
- Start- und Endwinkel
- Koordinaten einzelner Schrauben
- Schraubentyp und Schraubengröße
Berechnete Ergebnisse
- Automatische Positionierung aller Schrauben
- Koordinaten und Winkel jeder Schraube
- Eindeutige Schraubennummerierung
- Zuordnung zu Schraubenfeldern
- Vollständige Schraubenliste
- Automatische Übernahme in das FE-Modell
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Schraubentypen & Verschraubungsarten
- Durchsteckverbindung mit Mutter
- Einschraubverbindung mit Sackloch
- Einschraubverbindung mit Durchgangsbohrung
- Sechskantschrauben mit und ohne Schaft
- Zylinderschrauben mit Innensechskant
- Dehnschaftschrauben
- Regel- und Feingewinde
- Metrische und zöllige Schrauben
- Ausrichtung des Schraubenkopfes zu Bauteil 1 oder 2
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Belastungen & Randbedingungen
Eingabewerte
- Axialkraft
- Radialkraft mit Eingriffswinkel
- Biegemoment mit Momentenrichtung
- Torsionsmoment um die Verbindungsachse
- Innendruck
- Betriebstemperatur der Schrauben
- Betriebstemperatur der verspannten Teile
- Position der festen Einspannung
- Vorgabe der Montagevorspannkraft oder des Anziehdrehmoments
Berechnete Ergebnisse
- Verformungszustand der Baugruppe
- Kraft- und Momentenanteile je Schraube
- Druckverteilung in der Trennfuge
- Einfluss thermischer Dehnungen
- Ermittlung der höchstbelasteten Schraube
-
Reibung, Vorspannung & Montage
Eingabewerte
- Minimale Reibungszahl im Gewinde
- Minimale Reibungszahl in der Kopf- oder Mutterauflage
- Minimale Reibungszahl in der Trennfuge
- Anziehverfahren
- Anziehfaktor
- Ausnutzung der Streckgrenze beim Anziehen
- Vorgegebene Montagevorspannkraft
- Vorgegebenes Anziehdrehmoment
Berechnete Ergebnisse
- Zulässige Montagevorspannkraft
- Vorspannzustand jeder Schraube
- Reibschluss in der Trennfuge
- Einfluss der Vorspannung auf die Lastverteilung
- Druckverteilung im Montagezustand
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Werkstoffe & Kennwerte
- Werkstoffauswahl für beide Bauteile
- Elastizitätsmodul
- Poissonzahl, Elastizitätsmodul
- Wärmeausdehnungskoeffizient
- Mindestzugfestigkeit
- Mindeststreckgrenze
- Festigkeitsklassen 8.8 bis 12.9
- Edelstahlschrauben der Klassen 70 und 80
- Temperaturabhängige Werkstoffkennwerte
- Benutzerdefinierte Werkstoffe
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Lastverteilung nach VDI 2230 Blatt 2
Die Lastverteilung wird nach VDI 2230 Blatt 2 schraubenweise ausgewertet. Dabei werden die Beanspruchungen aus Zug, Querkraft und Biegemoment bestimmt und die jeweils höchstbelastete Schraube identifiziert.
Berechnete Ergebnisse
- Schraubenzusatzkraft je Schraube
- Schraubenzusatzmoment je Schraube
- Plattenentlastungskraft je Schraubenverbindung
- Querkraft je Schraube
- Ersatz-Außendurchmesser der Trennfuge
- Plattennachgiebigkeit
- Zulässige Montagevorspannkraft
- Höchstbelastete Schraube für Zugbeanspruchung
- Höchstbelastete Schraube für Biegebeanspruchung
Auswertungen
- Tabellarische Gegenüberstellung aller Schrauben
- Farbskalierte Lastverteilung
- Grafische Kennzeichnung kritischer Schrauben
- Getrennte Auswertung von Zug- und Biegemoment
- Übergabe der maßgebenden Schraube an den Einzelnachweis
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Ergebnisse & Auswertungen
- Schraubenzusatzkräfte
- Schraubenzusatzmomente
- Plattenentlastungskräfte
- Querkräfte je Schraube
- Druckverteilung in der Trennfuge bei Vorspannung
- Druckverteilung in der Trennfuge im Betriebszustand
- Lastverteilung aus Zugbeanspruchung
- Lastverteilung aus Biegemoment
- Identifikation der höchstbelasteten Schraube
- 3D-Ansichten des Baugruppen- und FE-Modells
- Farbskalierte grafische Ergebnisdarstellung
- Übergabe der maßgebenden Schraube an MDESIGN bolt
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