Statische Berechnung

Die statische Berechnung wird für Aufgabenstellungen der Strukturmechanik verwendet, bei denen ruhende, bzw. quasi-statische Belastungen auftreten. Aus wirtschaftlichen Gründen wird versucht, auch nicht ruhende Belastungen durch quasi-statische Ersatzlasten zu beschreiben. Solche Aufgabenstellungen lassen sich mittels FEM-Berechnung aber auch in einfachen Fällen analytisch lösen. Wir führen für unsere Kunden die statische Berechnung im Bereich der folgenden Aufgabenfelder durch:

  • Berechnung der Tragfähigkeit
  • Berechnung der Betriebsfestigkeit
  • Grenztraglastanalyse
  • Stabilitätsanalyse
  • Bauteiloptimierung

 

Die Lastdaten sind häufig das Ergebnis anderer Berechnungsdisziplinen und können aus der entsprechenden Berechnung übernommen werden, wie z. B. Bauteiltemperaturen aus einer stationären oder instationären thermischen Berechnung und Oberflächendrücke aus einer Strömungssimulation.

 

Die statische Berechnung kann zur Optimierung der Bauteile genutzt werden, oder durch Verbindung mit einem Festigkeitsnachweis die Zulässigkeit Ihrer Bauteile sicherstellen. In allen Fällen erhalten Sie ein tieferes Verständnis über Kraftfluss und Verformung in Ihren Komponenten.

Des Weiteren lassen sich auch wechselnde oder zyklische Belastungszustände in der Regel durch quasi-statische Lastzustände beschreiben. Damit können für Betriebsfestigkeitsnachweise genauso wie für Tragfähigkeitsnachweise die Beanspruchungen durch statische Berechnungen ermittelt werden.

Im einfachsten Fall ist die untere und obere Belastung der Bauteile bekannt. Aber auch falls die untere und obere Belastung nicht genau definiert werden können, verfügen wir über Methoden um effizient durch eine statische Berechnung den Betrieb des Bauteils abzubilden und somit die relevanten Belastungssituationen zu ermitteln.

Wir verfügen über jahrelange Erfahrung in der Durchführung von statischen FEM -Berechnungen für unterschiedliche Branchen. Unser Leistungsumfang beinhaltet die lineare und nichtlineare statische Berechnung von einzelnen Bauteilen bis hin zu großen Baugruppen. Die nichtlineare FEM-Berechnung kann u. a. folgende Punkte berücksichtigen:

  • Nichtlineares, z. B. plastisches Materialverhalten
  • Statisches Gleichgewicht bei großen Verformungen (Theorie II. oder III. Ordnung, Knicken, Beulen)
  • Definition von Kontakten z. B. zur Beschreibung von Gleiten und Abheben

 

Wir nutzen die nichtlineare statische Berechnung um für unsere Kunden die Grenztraglast von Bauteilen zu bestimmen. Dadurch lassen sich reale Versuche mittels FEM-Berechnung reduzieren oder ersetzen und somit Zeit und Geld einsparen.

Durch eine nichtlineare statische Berechnung unter Berücksichtigung der Theorie III. Ordnung, plastischen Werkstoffverhalten sowie von Imperfektionen kann die Stabilität von Tragwerken beurteilt werden bzw. das Knick- und Beulverhalten untersucht werden. Diese Methode stellt eine Alternative zur Stabilitätsanalyse auf Basis von Beul- oder Knickeigenwerten dar. Mit einer vorangestellten Eigenwertermittlung können maßgebende Bauteilimperfektionen identifiziert werden.

 

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Abschlussarbeiten zum Thema „Statische Berechnung“:

  • Gabriel, Ph.
    Ermittlung und Bewertung des lokalen Beanspruchungszustandes von Schraubenverbindungen, 2012