Festigkeitsnachweis
Weiterleitung nach:
Der Festigkeitsnachweis ist eine zentrale Aufgabe bei der Auslegung von Bauteilen oder Bauwerken. Sie besteht darin, aufzuzeigen, dass die Belastbarkeit einer Konstruktion bzw. die Festigkeit des Werkstoffs ein Versagen unter den vorgesehenen Belastungen und den massgebenden Bedingungen mit ausreichender Sicherheit ausschliessen. Versagen kann dabei je nach den Anforderungen das Auftreten unzulässig grosser oder bleibender Verformungen, von Mikroschädigungen oder eines Bruches bedeuten.
Der Festigkeitsnachweis wird je nach den Anforderungen und der Phase der Bauteilentwicklung nach dem Stand der Technik und den anerkannten Regeln der Ingenieurkunst zu rechnerisch und/oder experimentell geführt.
Konzepte
Rechnerische Festigkeitsnachweise werden zumeist anhand von Spannungen geführt; grundsätzlich können sie aber auch anhand von Dehnungen erfolgen. In beiden Fällen werden die am Bauteil oder Bauwerk ermittelten Spannungen bzw. Dehnungen den massgebenden, durch Kennwerte ausgedrückten Werkstoffeigenschaften in entsprechenden Bedingungen gegenübergestellt.
• Festigkeitsbedingung:
• Verformungsbedingung:
Darin bedeuten: • Höchstwert der im Bauteil vorkommenden Vergleichsspannung bzw. Vergleichsdehnung, bestimmt anhand der massgebenden Festigkeitshypothese • Zulässiger Wert von Spannung bzw. Dehnung • Spannungs- bzw. Dehnungs-Grenzwert für die zugrunde gelegte Versagensart, z.B. • C: Einflussfaktor für die Berücksichtigung von Einflüssen, die in den Grenzwerten nicht erfasst sind • S: Sicherheitsfaktor
Experimentelle Festigkeitsnachweise werden in der Regel an Prototypen oder bei Bauwerken am Objekt selber vorgenommen, z.B. Belastungsproben bei Brücken.
Sicherheit
Bestimmte Bauelemente
Für den Festigkeitsnachweis bei bestimmten Konstruktionselementen wie Wellen usw. oder Bauwerken ist nach einschlägigen Normen und Richtlinien vorzugehen.