Festigkeitsberechnung - IHH Engineering

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Festigkeitsberechnung

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Festigkeitsberechnung
Die Festigkeitsberechnung behandelt die Ermittelung vorhandener Beanspruchungen in Bauteilen auf grund von Belastungen (äußere/innere) und den Nachweisen in wieweit ein betrachtetes Bauteil (Konstruktion) den Belastungen Stand hält bzw. wie Querschnitte zu dimensionieren sind um diesen Belastungen zu widerstehen.
Festigkeit:
Unter Festigkeit versteht man die Widerstandskraft, die feste Stoffe einer Verformung oder Trennung (mechanische Zerstörung) entgegensetzen. In der Frage nach der Festigkeit liegt der Ursprung der Festigkeitslehre und damit der Elastizitätstheorie. Die ersten Untersuchungen gehen auf Galileo Galilei zurück, welcher sich mit Fragestellungen zum Brechen von Stein- und Holztragwerken beschäftigte.

Für die Festigkeitsberechnungen von Bauteilen wird nun ein Wert benötigt, welcher eine Auskunft über die Größe der dort herrschenden inneren Belastung  gibt und somit eine Bewertungsmöglichkeit liefert, wie stark ein Bauteil belastet ist. Eine solche Größe ist die mechanische Spannung. Die Bestimmung der mechanische Spannung (kurz Spannung) ist also die wesentlich Grundaufgabe für eine Festigkeitsuntersuchung. Die Elastizitätstheorie als Teilgebiet der Mechanik liefert dafür die Grundlagen.
Obwohl die Festigkeitsanalyse beliebige Bauteilgeometrien umfasst, ist dieses Gebiet vornehmlich der analytischen Behandlung von Festigkeitsnachweisen mechanischer Bauteile verbunden und findet sich auch deshalb meistens im Zusammenhang mit der Berechnung und/oder Auslegung von Maschinenelementen wieder.
Trotz der heute weit fortgeschrittenen numerischen Analyse von Bauteilen (Strukturmechanik, FEM) ist der Nachweis von Maschinenbauteilen auf der Basis von Formeln bzw. Berechnungsvorschriften (DIN, EN, VDI, FKM, EC, ...) nicht zu ersetzen. Die Berechnung/Auslegung von Maschinenelementen auf der Basis von FE-Modellen ist (von wenigen Fällen abgesehen) nur mit einem erheblichem Aufwand zu bewältigen (z.B. Schrauben, Lager, Verzahnungen), was im Sinne der Produktivität und Wirtschaftlichkeit damit keine Alternative ist. Für die Berechnung von Maschinenelementen stehen jedoch auch sehr effeziente Softwareprogramme zur Verfügung, die auf der Basis der anerkannten Regelwerke Nachweise / Auslegungen ermöglichen.

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