FEM-Berechnung mit Weitblick

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Viele CAD-basierten FE-Modelle berücksichtigen Kerbwirkung nicht

Wie Invenio Lintner Engineering aus langjährigen Erfahrung weiß, beinhaltet seit dem Einzug der CAD-basierende FEM-Software fast jedes dritte FE-Modell unberücksichtigte Kerbwirkungen.

Vielfach sind die Fertigungsradien in den CAD-Modellen vereinfacht dargestellt. Es wird lediglich eine scharfe Kante modelliert. Es wird fälschlicherweise angenommen, dass eine scharfe Kante einer unendlich großen Kerbe mit entsprechend großer Kerbwirkung gleich kommt. Doch das trifft für FE-Modelle nicht zu, denn ein nicht abgebildeter Radius bedeutet einen Verlust der Kerbwirkung. Im Vergleich zur letzten Analyse steigt die Spannung um 8 %.

Hohe Qualifikation des Entwicklers für realistische Modelle nötig

Sehr häufig ist die Kerbkomponente viel höher und kann die Bauteilfestigkeit noch erheblich herabsetzen. Wenn wir jetzt die Spannungen aus der ersten und der letzten Analyse miteinander vergleichen ergibt sich ein gigantischer Faktor von 413 / 73 = 5,7. In der Praxis würde dies Bauteilversagen mit den damit verbundenen Schadensfolgen bedeuten.

Wie das Beispiel deutlich zeigt, ist für eine realistische FEM-Simulation ein fundiertes technisches Verständnis unverzichtbar. Die Fähigkeit, realistische Berechnungsmodelle aufzubauen setzt eine kontinuierliche Weiterbildung des Entwicklers beispielsweise durch Schulungsmaßnahmen voraus. Bei komplexen Aufgabenstellungen empfiehlt es sich, eine auf FEM-Berechnungen und Simulationen spezialisierte Firma zu Rate zu ziehen.

Viktor Schmidt ist Geschäftsführer der invenio Lintner Engineering GmbH

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