Was ist lochleibung?

Lochleibung

Die Lochleibung beschreibt in der Festigkeitslehre die Beanspruchung eines Bauteils, insbesondere im Bereich von Löchern, durch Flächenpressung. Sie tritt auf, wenn eine Kraft über ein Loch in ein Bauteil eingeleitet wird, beispielsweise durch einen Bolzen, eine Schraube oder einen Niet. Die Flächenpressung konzentriert sich dabei auf die Kontaktfläche zwischen dem Befestigungselement und der Lochrand.

Wichtige Aspekte der Lochleibung:

• Flächenpressung: Die Lochleibung wird durch die Flächenpressung quantifiziert, welche die Kraft pro Flächeneinheit der Kontaktfläche zwischen dem Befestigungselement und dem Lochrand darstellt. Sie wird üblicherweise in N/mm² (MPa) angegeben. Flächenpressung
• Geometrie: Die Geometrie des Lochs (Durchmesser, Form) und des Bauteils (Dicke, Breite) beeinflussen die Spannungskonzentration und somit die Lochleibung. Kleinere Löcher und dünnere Bauteile führen tendenziell zu höheren Flächenpressungen.
• Materialeigenschaften: Die Materialeigenschaften des Bauteils (Festigkeit, Elastizitätsmodul) sind entscheidend für die Tragfähigkeit bei Lochleibung. Höherfeste Materialien können höhere Flächenpressungen aushalten. Festigkeit
• Nachweis: Der Nachweis der Lochleibung erfolgt durch Vergleich der berechneten Flächenpressung mit dem zulässigen Wert. Der zulässige Wert wird unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften und Sicherheitsfaktoren festgelegt.
• Ausfallmechanismen: Überschreitet die Flächenpressung die zulässige Lochleibungsfestigkeit des Materials, kann es zu plastischer Verformung, Rissbildung und schließlich zum Versagen des Bauteils kommen. Typische Versagensarten sind Ausreißen des Lochrandes oder Vergrößerung des Lochs.
• Einflussfaktoren: Neben der Geometrie und den Materialeigenschaften beeinflussen auch die Qualität der Fertigung (z.B. Bohrungsgenauigkeit) und die Art der Belastung (statisch, dynamisch) die Lochleibung.

Berechnung der Lochleibung:

Die Flächenpressung p wird üblicherweise wie folgt berechnet:

p = F / (d * t)

wobei:

• F die übertragene Kraft ist.
• d der Durchmesser des Lochs ist.
• t die Dicke des Bauteils ist.

Maßnahmen zur Reduzierung der Lochleibung:

• Größere Lochdurchmesser: Vergrößerung des Lochdurchmessers (wenn konstruktiv möglich) reduziert die Flächenpressung.
• Dickere Bauteile: Erhöhung der Bauteildicke verteilt die Kraft auf eine größere Fläche.
• Hochfestere Materialien: Verwendung hochfesterer Materialien erhöht die zulässige Flächenpressung.
• Verstärkung des Lochrandes: Spezielle Konstruktionen zur Verstärkung des Lochrandes (z.B. durch Einbringen von Buchsen) können die Tragfähigkeit erhöhen.
• Optimierung der Geometrie: Optimierung der Bauteilgeometrie zur Reduzierung der Spannungskonzentration im Bereich des Lochs.

Die korrekte Berücksichtigung der Lochleibung ist essentiell für die sichere Auslegung von Bauteilen mit Bohrungen, insbesondere im Stahl- und Maschinenbau.