Stabilitätsanalyse

Von Knicken spricht man bei stabförmigen Bauteilen, die unter Drucklast seitlich ausweichen. Beulen beschreibt das Instabilitätsverhalten von flächigen Strukturen wie Blechen, Platten oder Schalen. Beide Effekte führen zum Verlust der Tragfähigkeit.

Die lineare Eigenwertbeulanalyse (LBA) ist eine schnelle und konservative Methode, um kritische Beullasten abzuschätzen. Sie basiert jedoch auf idealisierten Annahmen, insbesondere einer perfekten Geometrie ohne Imperfektionen. In der Realität weisen Bauteile stets Anfangsverformungen und andere Störeinflüsse auf.

Während die LBA eine erste, vereinfachte Bewertung ermöglicht, kann sie das tatsächliche Tragverhalten nicht vollständig erfassen. Für eine realistischere und genauere Beurteilung müssen daher in vielen Fällen nichtlineare Verfahren wie GNIA (Geometrisch nichtlineare elastische Berechnungen mit Imperfektionen) oder GMNIA (Geometrisch und materiell nichtlineare Berechnung mit Imperfektionen) eingesetzt werden, da diese geometrische und gegebenenfalls materielle Nichtlinearitäten sowie Imperfektionen berücksichtigen.

Neben dem CAD-Modell benötigen wir detaillierte Angaben zu den Lastangriffspunkten, den Randbedingungen (Lagerung) und den Materialeigenschaften. Bei normgerechten Nachweisen sind zudem Informationen über die geforderten Sicherheitsbeiwerte und die Fertigungstoleranzen (für die Imperfektionsannahme) wichtig.

Ja, das ist ein entscheidender Teil unserer Arbeit. Da reale Bauteile nie perfekt gerade sind, integrieren wir geometrische Imperfektionen (z. B. auf Basis der Eigenformen) in unsere GMNIA-Berechnungen. Nur so lässt sich die reale Traglast sicher bestimmen, da Imperfektionen die Beulstabilität massiv reduzieren können.