Friction-induced vibrations during tightening of bolted joints: Insights from a multi-body model

Research output: Contributions to collected editions/worksArticle in conference proceedingsResearchpeer-review

Authors

The tightening process of bolted joints shows a highly dynamic behavior, which depends on numerous factors and can therefore be challenging to be adequately quantitatively reproduced. The presented model solves this problem by combining a multi-body model of the joint with the sophisticated LuGre friction model. This allows for a detailed simulation while simultaneously reducing the computational work in comparison to a standard finite element simulation. We demonstrate that, with a constant tightening angular velocity, the progression of the tightening torque and the preload force can be described by three constants. The model further allows to implement custom torque sources, screw types, and materials to further extend its capabilities. In this contribution, we focus on the basic relationships of acting torques on the joint and friction-induced vibrations during the tightening process. Furthermore, effects of typical geometric and material changes on the stick-slip frequency are demonstrated and discussed.

Original languageEnglish
Title of host publicationASME 2017 International Mechanical Engineering Congress and Exposition : Volume 4A: Dynamics, Vibration, and Control
Number of pages8
PublisherThe American Society of Mechanical Engineers (ASME)
Publication date11.2017
Article numberV04AT05A064
ISBN (electronic)978-0-7918-5837-0
DOIs
Publication statusPublished - 11.2017
Externally publishedYes
EventASME 2017 International Mechanical Engineering Congress and Exposition - IMECE 2017: 3D Systems - Tampa Convention Center, Tampa, United States
Duration: 03.11.201709.11.2017
Conference number: 3
https://archive.asme.org/events/imece2017

Bibliographical note

Funding Information:
This research was supported by the German Research Foundation (DFG) under grant SCHL 275/13-1.

Publisher Copyright:
© 2017 ASME.

DOI

Recently viewed

Publications

  1. Exploring the usability of PPGIS among older adults: challenges and opportunities
  2. "Prosodische Reflexion" in der Grundschule
  3. Mathematical Literacy von Erwachsenen
  4. Systematische Entwicklung von passiven Gelenken für parallele strukturen zur Vergrößerung des Arbeitsraums
  5. Letter to the Editor
  6. The road to nowhere
  7. Fiktionale Fakten
  8. Schreibdidaktik und Hochschuleinrichtungen gemeinsam auf dem Weg zu einer akademischen Schreibkultur - Kooperationsmöglichkeiten von Hochschuleinrichtungen zur Förderung studentischen Schreibens
  9. Rezension: Dietmar Dath: Maschinenwinter: Suhrkamp 2007
  10. Historia Global: Perspectivas y Tensiones
  11. Enthusiasm as Affective Labour
  12. Professionalität in Bürgermeisterwahlkämpfen
  13. Members of the European Parliament on the Web
  14. Untersuchung individueller und systemischer Wirkfaktoren auf die Rechenfertigkeit von Erstklässlern
  15. Distinguishing anthropogenic and natural contributions to coproduction of national crop yields globally
  16. Implementierung von Aspekten Forschenden Lernens in den Chemieunterricht der Sekundarstufe II
  17. Performancemessung schlanker Produktionssysteme
  18. Legalisierung statt Rasterfahndung
  19. Bildung in Bildern
  20. Raumbezogene qualitative Sozialforschung
  21. Effekte der kontextuellen einkleidung von testaufgaben auf die schülerleistungen im analytischen problemlösen und in der mathematik
  22. Professionalität im Post-Wohlfahrtsstaat
  23. The tournament phenomenon beyond agency theory Behavioral economic experiment
  24. Do women benefit from competitive markets?
  25. Die stumme Stimme des Volkes
  26. Stromnetze und Klimaschutz
  27. Biokohle in der Landwirtschaft als Klimaretter?
  28. Qualität der Sachunterrichtsreflexion im Vorbereitungsdienst.
  29. Interaktion zwischen Personen mit und ohne kognitive Beeinträchtigung
  30. Grundschulpädagogik zwischen Wissenschaft und Transfer.
  31. Pflanzeninvasionen in Gebirgen – (noch) keine Gefahr?
  32. Schmerzassessment bei älteren Menschen in der vollstationären Altenhilfe
  33. Individuelle Lernvoraussetzungen als Orientierung für die Unterrichtsplanung
  34. Social Norms and the Labor Market
  35. Students’ perceptions toward academic competencies
  36. Nicht-medikamentöse Massnahmen zur Reduktion chronischer Schmerzen bei alteren Menschen
  37. Pickle-Ball - ein neuer Stern am (Schulsport-)Himmel, Teil 1
  38. Räume der Kultur - Kulturräume
  39. Das Schädigungsverbot im Völkerrecht
  40. Sozialer Rang und Arbeitslosigkeit - Gemeinsamkeiten und Unterschiede der Arbeitslosigkeitserfahrung bei Arbeitern und Akademikern
  41. Sport- und Bewegungsangebote an offenen Ganztagsschulen in Niedersachsen