Temperatur in Gewinde einer Mutter bestimmen

Kasi1203 · Anmeldungsdatum: 30.11.2016 Beiträge: 28 Wohnort: Bremen

Meine Frage:
Hallo,
ich muss die maximale Temperatur berechnen die im Gewinde einer Mutter nach aufdrehen auf einen Bolzen erreicht wird. Nun Handelt es sich hierbei um Vergleichsweise kleine Bolzen und Muttern. Der Bolzen und die Mutter sind aus unterschiedlichen Materialen, aber beides Metall.
Nun hätte ich gerne eine Rückmeldung zu meinem Ansatz den ich mir ausgedacht habe.

Meine Ideen:
Nach Aufdrehen der Mutter wird die höchste erreichte Temperatur des Gesamtsystems ermittelt. Die Temperatur müsste sich ja in Bolzen und Mutter ausgleichen. Die höchste Außentemperatur lässt sich dann ja (ohne Rücksicht auf an die Umgebung abgegebene Wärme) in die Wärmemenge in dem Gesamtsystem umrechnen.
Q=m*c_p*T
Dabei ist m die Gesamtmasse und T die Ausgleichstemperatur. Nun sollte genau diese Wärmemenge ja bereits im Innengewinde in einem kleineren Massenanteil vorliegen, nur in höherer Temperatur.
Q_1=Q_2

m_1*T_1=m*T also T_1=m/m_1*T
c_p ist zwar nicht gleich, jedoch denke ich das es ähnlich, also kürzbar sein sollte.
Wobei ich für m_1 einfach einen Bruchteil der Masse nehme. Das vielleicht so ein 1/8 . Es kommt nicht auf 3-5°C an.

Es handelt sich hierbei um Temperaturen zwischen 100-300°C
Kritisch wird es bei 300°C . Ab da muss ich es ganz genau wissen. Aber ich denke bei 250°C ist ein Metallsystem von 10-20 Gramm schnell aufgeheizt, und ausgeglichen ist.
Mach ich es mir hier zu einfach und könnte es so funktionieren?

Beste Grüße

Kasi

Duke711 · Anmeldungsdatum: 26.01.2017 Beiträge: 435

Da fehlt aber die "Hälfte".
Es muss zuerst die Reibarbeit berechnet werden.
Wenn die Konvektion vernachlässigt wird, dann spielt der cp von Mutter und Schraube auch keine Rolle. Man könnte natürlich über den cp errechnen um wieviel Grad sich die isolierte Mutter erwärmen würde. Aber naja....

Ich würde die Konvektion und Wärmestrahlung mit einbeziehen. Rechne einfach mit den überschlägigen Wärmeübergangskoeffizienten von Luft an einer Metallwand, 5 - 8 W/m²K

http://www.schweizer-fn.de/waerme/waermeuebergang/waerme_uebergang.php