Strukturelle Stabilität

Analyse der Knick- und Beulsicherheit

Beim Nachweis der strukturellen Stabilität unterscheidet man zwischen zwei Versagensarten, die vornehmlich von der Geometrie eines Bauteils abhängen. Während schlanke, stabförmige Bauteile schlagartig und gewaltsam Knicken können, spricht man beim schadhaften Ausweichen flächiger Bauteile aus ihrer ursprünglichen Form bzw. Ebene von Beulen.

Beiden Versagensarten gemeinsam ist, dass sie ursächlich durch eine Druckbelastung entlang der Achse / Ebene des Bauteils hervorgerufen werden. Sie können auftreten, obwohl die Nennspannung aufgrund dieser Druckbelastung rechnerisch problemlos ertragen werden kann.
Die Ingenieure von OptimumOne analysieren die Knick- bzw. Beulsicherheit ihres Produktes mittels unterschiedlicher, moderner Berechnungsverfahren:

  • Lineare Stabilitätsanalysen (modaler Ansatz auf Basis einer Eigenformanalyse)
  • Nichtlineare Stabilitätsanalysen (Steigerung der Last im FE-Modell bis zum Versagen)

Beide Analysetechniken bieten zahlreiche Variationsmöglichkeiten:

  • Mit und ohne Vorverformung („Imperfektion“)
  • Mit und ohne Berücksichtigung von Vorspanneffekten („stress stiffening“)
  • Mit und ohne Berücksichtigung geometrischer Nichtlinearitäten
  • Mit und ohne elasto-plastisches Werkstoffmodell

Wir beraten Sie gerne, welches Verfahren sich für Ihr Produkt und Ihren Anwendungsfall besonders eignet. Sprechen Sie uns an!


Referenzen zum Thema Knick- und Beulsicherheit


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