LinoPro Logo Ball

Statik und FEM

Schöne Anlage. Hält die Statik?

Schöne Anlage. Hält die Statik?

Sie haben eine Baugruppe oder Anlage konstruiert, wissen aber nicht, ob die Konstruktion auch dauerhaft allen Belastungen widersteht? Sie haben zwar Konstrukteure, die das integrierte FEM Modul Ihres CAD-Programms bedienen können, aber unsicher sind, wie man die farbigen Bilder interpretiert? Ihnen fehlen Berechnungsingenieure im Team? Dann gehen Sie gerade beim Thema Statik im Maschinenbau auf Nummer sicher: Nehmen Sie das Fachwissen und die Erfahrung unserer Experten in Anspruch. Das Konstruktionsbüro von LinoPro bietet Ihnen Berechnungen und Bemessungen der Statik Ihrer Bauteile, komplexen Baugruppen und Anlagen mit und ohne FEM:

Statik im Maschinenbau: Alles im Lot

Statik im Maschinenbau: Alles im Lot

Statik beschreibt die auf ruhenden Körpern wirkenden Kräfte sowie deren Wirkung. Mithilfe statischer Analysen werden die Voraussetzungen für den Zustand ermittelt, bei dem sich Belastung und Spannung im sicheren Gleichgewicht zueinander befinden. Schließlich soll eine Maschine oder eine Stahlkonstruktion ein ruhendes System sein und bleiben. Ein Tragwerk ist eine Vielzahl von Einzelteilen, das verschiedenen Belastungssituationen ausgesetzt ist (zum Beispiel Wind, Erdbeben, Eigengewicht, Masse). Die Aufgabe einer statischen Analyse im Maschinenbau ist es, unzulässig große Belastungen einer Tragwerkskonstruktion zu verhindern. Sie benötigen eine Auslegung der Statik einer Anlage, einer Baugruppe oder eines Einzelteils? Dann haben Sie beim Konstruktionsbüro von LinoPro die richtigen Fachleute gefunden.

In statischen Analysen werden verschiedene Berechnungsmethoden verwendet, um die wirkenden Kräfte, Belastungen und Spannungen zu bestimmen. So erfordert beispielsweise die Festigkeitsberechnung für eine Konsole aus einer einzigen Metalllegierung nicht dieselben Berechnungsansätze und Werkstoffkennwerte wie die Auslegung einer Konstruktion aus verschiedenen Verbundwerkstoffen im Leichtbau. Unsere Berechnungsingenieure haben sich auf Statik im Maschinenbau spezialisiert und meistern die unterschiedlichen Ansätze für Sie.

Tragwerksberechnung und -auslegung

Tragwerksberechnung und -auslegung

Das Konstruktionsbüro von LinoPro führt für Sie Tragwerksberechnungen und Tragwerksauslegungen nach Eurocode 3 durch (EN 1993: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten). Dabei prüfen wir die Statik dahingehend, ob Ihre Konstruktion außer ihrem Eigengewicht auch allen Einwirkungen wie Zusatzlasten, Wind, Schnee, Eis und Erdbeben standhält.

Ein Tragwerk ist ein Gesamtsystem tragender Glieder. Dabei unterscheidet man zwischen verschiedenen Arten von Tragwerken, deren Struktur sich in Bezug auf Statik und Form unterscheiden:

  • Stabwerk: Ein Stabwerk bezeichnet eine Konstruktion, deren tragende Elemente aus Stäben zusammengesetzt sind. Diese Stäbe sind an ihren Verbindungsstellen, den sogenannten Knoten, punktförmig miteinander verbunden.
  • Fachwerk: Ein Fachwerk ist im Wesentlichen ein Stabwerk. Allerdings treten im Fachwerk anders als im Stabwerk idealerweise nur Normalkräfte auf. Das heißt in einem Fachwerk gibt es Zug- und Druckspannungen, aber idealerweise keine Biegemomente.

Egal ob Stabwerk oder Fachwerk: Wir sorgen dafür, dass Ihre Konstruktion hält, ohne überdimensioniert zu sein! Zur Auslegung der Statik von Tragwerken arbeiten wir mit den Berechnungs- und Bemessungsprogrammen RStab/ConSteel sowie RFEM.

Finite-Elemente-Methode (FEM)

Finite-Elemente-Methode (FEM)

Manchmal genügt das kleine Einmaleins der Statik nicht und der Berechnungsingenieur muss einen komplexeren Ansatz bemühen. In der Regel greift er dann zur Finite-Elemente-Methode (FEM).

Bei der FEM wird der zu berechnende Körper oder die zu bemessende Konstruktion in endlich viele Teilkörper aufgeteilt. Diese Teilkörper haben eine simple Form, deren mechanisches Verhalten mit bekannten Formeln einfach berechnet werden können. Beispielsweise kann es sich bei den Teilkörpern um einfache Dreiecke (für 2D-Berechnungen) bzw. Tetraeder (für 3D-Berechnungen) handeln. Aus den Reaktionen der Teilkörper auf einwirkende Kräfte, Lasten und Randbedingungen kann das Verhalten des Gesamtkörpers bzw. der Gesamtkonstruktion errechnet werden. Die FEM ist ein numerisches Verfahren und bedeutet letztlich immer das Lösen eines komplexen Systems an Differentialgleichungen.

Allerdings ist es bei der Anwendung der FEM nicht damit getan, ein Computerprogramm zur Berechnung auszuführen. Der für den Nachweis der Statik verantwortliche Ingenieur muss wissen, wie eine Konstruktion belastet wird und welche Folgen diese Einwirkungen haben. Nur so lassen sich alle Schwachpunkte und Bereiche mit großen Spannungen entdecken. Allein mit einem realistischen FEM Modell ist die Beschreibung der Lastfälle realistisch und damit sicher. Vertrauen Sie deshalb uns Ihre statische Auslegung an, wenn Sie Erfahrung und Sachkenntnis im Bereich der FEM suchen!

Festigkeitsberechnung

Wir nutzen die FEM für lineare und nichtlineare Festigkeitsberechnungen von Einzelteilen, Baugruppen und Anlagen im Maschinenbau. Auf diese Weise können Verformungen, Dehnungen und Spannungen festgestellt bzw. ausgeschlossen werden. Gerne erstellen wir für Ihr Produkt mithilfe der FEM einen Festigkeitsnachweis gemäß den einschlägigen Normen.

Komplexe Konstruktionen

Bei kompliziert aufgebauten Baugruppen und Anlagen steht der Berechnungsingenieur vor der Herausforderung, die richtigen Teilmodelle für die FEM zu finden. Im Ergebnis erhält er sehr große Datenmengen, die es zu handhaben und zu interpretieren gilt. Unsere Experten für Statik und FEM im Maschinenbau bringen dafür die notwendige Erfahrung und Expertise mit.

Druckbehälterberechnung mit AD2000

Druckbehälterberechnung mit AD2000

Sie planen eine Anlage mit geschlossenen Behältern, in denen ein Überdruck jenseits von 0,5 bar herrscht? Dann müssen Sie sich bei der Auslegung an die europäische Druckgeräterichtlinie (2014/68/EU) halten. Wir übernehmen für Sie gern die Bemessung Ihres Flüssiggasbehälters, Silos, Wärmeübertragers oder sonstigen Druckgerätes. In unserem Konstruktionsbüro bemessen wir Druckbehälter nach dem im Maschinenbau etablierten Regelwerk AD2000. Fragen Sie unsere Experten, damit auch in Ihrem Druckbehälter die Statik stimmt!

Beratung

Haben Sie Fragen?

Wollen Sie mehr erfahren oder benötigen Sie einen fachkundigen Rat zu einer statischen Auslegung? Wir helfen Ihnen von Anfang an.

René Luhde
Tel: +49 351 444111 01
Mail: +49 351 444111 01