Berechne den Lochleibungsdruck σl zwischen Nietschaft und Lochwand aus Querkraft, Nietlochdurchmesser, Nietzahl und maßgebender Blechdicke. Die Pressung wird auf die projizierte Fläche d0·t bezogen, nicht auf die zylindrische Mantelfläche; maßgebend ist die dünnste beteiligte Blechlage.
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σl = F/(n·d₀·t_min) ist umgekehrt proportional zur Blechdicke: Halbe Dicke ergibt doppelten Lochleibungsdruck. Deshalb bestimmt bei dünnen Blechen oft die Lochleibung und nicht die Abscherung die Tragfähigkeit.
Berechne den Lochleibungsdruck σl zwischen Nietschaft und Lochwand aus Querkraft, Nietlochdurchmesser, Nietzahl und maßgebender Blechdicke. Die Pressung wird auf die projizierte Fläche d0·t bezogen, nicht auf die zylindrische Mantelfläche; maßgebend ist die dünnste beteiligte Blechlage.
20.000 N über 4 Niete mit 10 mm Durchmesser und 8 mm maßgebender Blechdicke ergeben σl = 20.000 N / (4 · 10 mm · 8 mm) = 62,5 MPa.
Gleichmäßig auf die projizierte Fläche verteilte Pressung; reale Lochleibungsspannung ist an der Lochwand ungleichmäßig verteilt und lochrandnahe Bereiche können früher versagen (Lochaufweitung).
Der Rechner bestimmt den nominellen Lochleibungsdruck zwischen Nietschaft und Blech aus Querkraft, Nietdurchmesser, Nietzahl und der maßgebenden Blechdicke.
Die Lochleibung beschreibt die Flächenpressung zwischen dem zylindrischen Nietschaft und der Lochwand des Blechs. Sie wird nicht auf die zylindrische Mantelfläche, sondern auf die projizierte Rechteckfläche d0·t bezogen: σl = F/(n·d0·tmin), wobei tmin die kleinste Summe der in gleicher Richtung wirkenden Blechdicken ist.
Das ist vergleichbar mit einem Stuhlbein auf weichem Boden: Nicht die tatsächlich gekrümmte Kontaktfläche zählt für den Bodendruck, sondern die projizierte Fläche, mit der das Bein auf den Boden drückt – bei der Lochleibung ist das die von der Seite gesehene Rechteckfläche aus Durchmesser mal Blechdicke.
σl = F / (n · d0 · tmin)
σl = F/(n·d0·tmin)F = σl·n·d0·tmintmin = F/(σl·n·d0)| Symbol / Eingabe | Bedeutung |
|---|---|
| Lochleibungsdruck σl | Nominelle Flächenpressung zwischen Nietschaft und Lochwand. |
| Querkraft F | Senkrecht zur Nietachse wirkende, zu übertragende Kraft. |
| Nietlochdurchmesser d0 | Durchmesser des geschlagenen Niets beziehungsweise des Nietlochs. |
| Anzahl kraftübertragender Niete n | Anzahl der Niete, die die Last gemeinsam übertragen. |
| Maßgebende Blechdicke tmin | Kleinste Summe der in gleicher Richtung wirkenden Blechdicken am Lochleibungsnachweis. |
Querkraft F, Nietlochdurchmesser d0, Anzahl kraftübertragender Niete n und die maßgebende, kleinste beteiligte Blechdicke tmin bestimmen den Lochleibungsdruck.
Gib Querkraft, Nietdurchmesser, Nietzahl und die dünnste beteiligte Blechdicke ein, um den Lochleibungsdruck zu prüfen. Bei mehreren überlappenden Blechen ist stets die Summe der in gleicher Richtung wirkenden dünnsten Lagen maßgebend.
20.000 N über 4 Niete mit 10 mm Durchmesser und 8 mm maßgebender Blechdicke ergeben σl = 20.000 N / (4 · 10 mm · 8 mm) = 62,5 MPa.
Ein Lochleibungsdruck von 62,5 MPa liegt deutlich unter typischen zulässigen Werten von etwa 400 MPa für Baustahl; in diesem Beispiel ist die Abscherspannung, nicht die Lochleibung, die kritischere Beanspruchung, siehe den Rechner für die erforderliche Nietzahl.
Kraft wird in N angegeben, Durchmesser und Blechdicke in mm und der resultierende Druck in MPa (N/mm²).
Da die zulässige Lochleibungsspannung (σl,zul ≈ 1,5·Rm) deutlich höher liegt als die zulässige Abscherspannung (τa,zul ≈ 0,6·Rm) desselben Werkstoffs, ist bei üblichen Geometrien meist das Abscheren die maßgebende Versagensart. Lochleibung wird vor allem bei sehr dünnen Blechen mit vergleichsweise großem Nietdurchmesser kritisch, weil die tragende Fläche d0·t dann klein gegenüber dem Nietquerschnitt A0 wird. Ein Vergleich beider Nachweise, wie im Rechner für die erforderliche Nietzahl gezeigt, deckt auf, welche Versagensart im konkreten Fall maßgebend ist.
Die Berechnung wird zusätzlich zum Abschernachweis verwendet, um sicherzustellen, dass sich das Nietloch nicht durch örtliches Fließen des Blechwerkstoffs aufweitet; besonders dünne Bleche mit großen Nietdurchmessern sind hierfür anfällig.
Das Modell nimmt eine gleichmäßig über die projizierte Fläche verteilte Pressung an. Tatsächlich ist die Pressung an der Lochwand ungleichmäßig verteilt und am lastzugewandten Rand am höchsten, was zu einer allmählichen Lochaufweitung führen kann, bevor der nominelle Grenzwert formal erreicht ist.
Typischer Fehler: Ein häufiger Fehler ist, bei mehrschichtigen Blechpaketen die falsche, nicht die dünnste in gleicher Richtung wirkende Blechdicke einzusetzen. Ebenso wird der Lochleibungsnachweis manchmal ganz übersprungen, obwohl er bei dünnen Blechen mit großem Nietdurchmesser durchaus maßgebend werden kann.
Sie ist die Flächenpressung zwischen dem Nietschaft und der Wand des Nietlochs, ähnlich dem Druck eines Bolzens in einer Bohrung.
Weil sich die Kraftübertragung an der Lochwand näherungsweise wie eine Pressung auf die von der Kraftrichtung aus gesehene Rechteckfläche verhält, nicht wie eine gleichmäßige Umfangslast.
Vor allem bei sehr dünnen Blechen mit vergleichsweise großem Nietdurchmesser; siehe den Abschnitt weiter oben.
Das Nietloch weitet sich örtlich auf, was zu Spiel in der Verbindung und in der Folge zu Lockerung oder ungleichmäßigerer Lastverteilung auf andere Niete führen kann.
Die kleinste Summe der in gleicher Richtung wirkenden Blechdicken tmin, da diese Lage die geringste tragende Fläche gegen die Nietkraft aufweist.