Festigkeitsnachweis

Allgemein

Berechnungsverfahren mit einem vollständigen, strukturierten Berechnungsalgorithmus zum Nachweis der sicheren Gestaltung und Auslegung von Maschinenbauteilen auf der Basis ihrer Beanspruchung, das heißt ihrer örtlichen Spannungen. Dabei werden Werkstoffeigenschaften und geometrische Gestaltung des Teils variiert und so kritische Bauteilbereiche erkannt, und die Auslastungen an diesen Stellen kann quantitativ bewertet werden. Es kann sowohl der rein statische Nachweis und als auch der Ermüdungsfestigkeitsnachweis geführt werden.

Der Nachweis erfolgt stets auf Basis eines linear-elastischen Werkstoffmodells. Im Nachweisablauf werden folgende Teilschritte bearbeitet:

  1. Ermittlung der Spannungskennwerte
  2. Festlegung der Werkstofffestigkeitskennwerte
  3. Bestimmung der Konstruktionskennwerte
  4. Berechnung der statischen Bauteilfestigkeit
  5. Festlegung der Sicherheitsfaktoren
  6. Nachweis

Ein wichtiger Vorteil des Berechnungsverfahrens ist im Unterschied zu einem naiven Nachweis, der pauschal gegen Streckgrenze geführt wird, dass Stützwirkungen durch lokale Plastizität genauso berücksichtigt werden können wie lokale Spannungsgradienten im Bauteilinneren. Die Anwendung der Finiten Elemente Methode eröffnet die Möglichkeit der Nutzung des mehrachsigen Werkstoffverhaltens. Werkstoffreserven können also explizit berücksichtigt und genutzt werden.

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