Optimierung der Polygonprofile nach DIN 32711 und DIN 32712 zur Entwicklung einer verbesserten Norm und eines Konzeptes zur Festigkeitsberechnung von Polygon-Welle-Nabe-Verbindungen

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Die in DIN-32711 und DIN-32712 vorgeschlagenen Profilreihen weisen keine ähnliche Geometrie auf, weshalb sich diese Profile unter gleichen Belastungsbedingungen unterschiedlich verhalten. Darüber hinaus wird die Reibdauerbeanspruchung bei der Auslegung der Polygonverbindungen nicht berücksichtigt, obwohl diese in vielen Fällen die Ursache für das Versagen der Verbindung ist. Basierend auf der aktuellen Norm wurden im Berichtszeitraum Untersuchungen an genormten P3G- und P4C-Profilen durchgeführt und das Tragverhalten der Polygonprofile untereinander verglichen, um die jeweils optimalen Profile zu ermitteln. Die zu optimierenden Größen sind die Spannungen und die Relativverschiebungen in der Verbindung. Im Antragszeitraum soll die tendenzielle Gültigkeit der angewendeten Optimierungsmethoden durch experimentelle Versuche abgesichert werden. Dies ist insbesondere wegen der bedeutenden Einflußnahme des Reibbeiwertes auf das Obertragungsverhalten notwendig. Gegebenenfalls werden geringfügige nderungen bei den optimierten Profilen durchgeführt. Darüber hinaus werden weitere umfangreiche numerische Berechnungen mit optimierten Profilen bei Variation der Parameter, Nabenlänge, Nabendurchmesser, Spiel und Übermaß durchgeführt. Diese Untersuchungen werden ebenfalls von den Experimenten unterstützt. Die Versuchsergebnisse sollen gleichzeitig zur Ermittlung des gemittelten Reibbeiwertes dienen. Ziel ist schließlich die Entwicklung einer Auslegungsvorschrift zur Dimensionierung von Polygonverbindungen. Da in einer verbesserten Norm die Profile geometrisch ähnlich sein sollen, wird die genannte Auslegungsvorschrift von der Nenngröße unabhängig sein.