Die modernen Simulationsmethoden der Strukturmechanik bieten die Möglichkeit, in einer frühen Phase der Produktentwicklung Verformungen und Spannungen für verschiedenste Lastfallszenarien zu ermitteln. An eine solche Untersuchung muss sich aber immer eine Bewertung, wie zum Beispiel ein anerkannter Nachweis, anschließen.
Hierzu gehören statische Festigkeitsnachweise der Struktur und der Verbindungsmittel, wie z.B. Schrauben und Schweißnähte. Bei zyklischen Lasten ist ein Ermüdungsfestigkeitsnachweis erforderlich.
ihf kann seinen Kunden hierbei, aufgrund jahrelanger aktiver Mitarbeit im FKM-Arbeitskreis Festigkeit des VDMA und im Redaktionskreis der FKM-Richtlinie, als Spezialist kompetente Unterstützung anbieten.
Die von uns erbrachten Nachweise basieren auf verschiedenen Verfahren, die den Stand der Technik wiedergeben. Hierzu gehören u.a. die FKM-Richtlinie, der ASME-Code, die europäische Druckgeräte-Richtlinie, die IIW-Recommendations und DNV-Regelwerke. Diese Verfahren umfassen typischerweise einen statischen und einen Ermüdungsfestigkeitsnachweis.
Wir sind dabei in der Lage, unterstützt von eigenen Softwareprodukten, vollflächige Nachweise für beliebige Lastfallkombinationen über gesamte Bauteilgruppen zu erstellen und prüffähig zu dokumentieren.
Details zu folgenden Punkten finden Sie hier:
Wir führen statische und zyklische Nachweise nach verschiedenen anerkannten Richtlinien und Regeln durch. An vorderster Stelle sei hier der Nachweis nach der FKM-Richtlinie, der FKM-Richtlinie nichtlinear und der DNV-ST-0361 genannt. Mit Hilfe unserer eigenen Software sind wir hier in der Lage, schnell und effektiv vollflächige Nachweise für beliebige Lastfallkombinationen und Zeitreihen zu erstellen und prüfgerecht zu dokumentieren.
Wir führen Schweißnahtnachweise nach verschiedensten Regelwerken durch: IIW-Recommendations, FKM-Richtlinie, EuroCode3 und DNV-RP-C203.
Dabei arbeiten wir sowohl mit Nennspannungen und Strukturspannungen und örtlichen Spannungen als auch mit Zeitreihen.
Den Nachweis auf Nennspannungs- und Strukturspannungsebene führen wir softwareunterstützt mit unserem Produkt FKM inside ANSYS durch.
Bei Spannungen auf der Basis örtlicher Spannungen arbeiten wir mit der Submodelltechnik.
Durch einen softwaregestützten "Grobnachweis" können wir auch von großen Schweißbaugruppen sicher kritische Schweißnähte identifizieren und im Detail nachweisen.
Mehr Detailwissen zu Schweißnahtnachweisen finden Sie hier.
Einfache Druckbehälter lassen sich nach analytischen Formeln auslegen. Bei Abweichungen von einfachen Bauformen und wenn genauere Auslegungen zum Einsparen von Material notwendig sind, kann auf die Finiten-Elemente-Methode nicht verzichtet werden. ihf berechnet ganze Anlagen, aber auch Teilkomponenten: Rohrleitungen, Öfen, Wärmetauscher, Zyklone, Tanks, Stutzen, Flanschverbindungen und Wellrohrkompensatoren. Wir führen dabei die komplette Statik mit Dimensionierung der Steifen, Blechdicken, Kompensatoren, Hängern und Schweißnähten durch. So verkürzen wir für Sie die Entwicklungszeiten, reduzieren Kosten und erkennen frühzeitig Schwachstellen. Bei Schadensfällen analysieren wir die Schadensursachen und erarbeiten Vorschläge, um die Funktionstüchtigkeit wiederherzustellen.
Wir führen die Nachweise nach internationalen Normen durch:
ihf führt Schraubennachweise an hochbelasteten Mehrschraubenverbindungen auf Basis von FE-Analysen durch. Dabei ermitteln wir in einer nichtlinearen Kontaktsimulation die Schnittgrößen in der Schraube. Diese werden nach VDI 2230 für die minimale Schraubenvorspannkraft zur Beurteilung der zyklischen Festigkeit und Durchrutschen und für die maximale Schraubenvorspannkraft zur Beurteilung der statischen Festigkeit ermittelt. Die Vorspannkräfte werden entsprechend der Richtlinie für die angesetzte Reibklasse und das Anzugverfahren in Abstimmung mit unseren Kunden festgelegt. Für Untersuchungen mit Zeitreihen oder nichtproportionalen Lasten werden die Schnittkräfte zunächst für Einheitslastfälle ermittelt und über den Schraubenumfang verteilten Auswertepunkten zugeordnet. Nachweise erbringen wir nach VDI 2230 und nach DNV-ST-0361 dann mit den DNV eigenen Wöhlerlinien.
Mehr zu "Wie wird ein Schraubennachweis durchgeführt?" finden Sie hier.
Schließringbolzensysteme sind zweiteilige Verbindungselemente. Sie bestehen aus einem Schließringbolzen und einem Schließring. Der Schließringbolzen hat entweder gerade, planparallele oder spiralförmige (wendelförmige) Rillen.
Für den Einbau muss die Fügestelle beidseitig zugänglich sein. Beim Montieren wird der Schließring mit einem Werkzeug in die Rillen des Schließringbolzens gedrückt. Dabei verformt sich der Schließring so, dass er fest in den Rillen sitzt.
Im eingebauten Zustand entsteht so eine kraft- und formschlüssige Verbindung mit einer hohen Vorspannkraft. Deshalb sind Schließringbolzen eine vielversprechende Alternative zu Schrauben und werden im modernen Stahl- und Maschinenbau immer wichtiger.
Schließringbolzen haben einige – gegenüber normalen Schrauben – vorteilhafte Eigenschaften:
Diese Eigenschaften können dazu führen, dass Verbindungen mehr Last tragen können. Aus technischen und wirtschaftlichen Gründen bieten Schließringbolzen Vorteile gegenüber normalen Schrauben:
In mehreren abgeschlossenen Forschungsprojekten des Fraunhofer-Instituts für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP wurden die wichtigen Eingangsgrößen für die Berechnung von zentrisch beanspruchten und vorgespannten Verbindungen mit Schließringbolzen ermittelt. Diese Daten wurden für die Rechenschritte nach dem Merkblatt DVS‑EFB 3435-2 aufbereitet.
ihf führt neben Schraubennachweisen auch Nachweise an hochbelasteten Schließringbolzenverbindungen auf Basis von FE-Analysen durch.
Dafür ermitteln wir in einer nichtlinearen Kontaktsimulation die Schnittgrößen im Schließringbolzen bei minimaler Vorspannkraft (unter Berücksichtigung des Vorspannkraftverlusts infolge Setzens). Die maximale und die minimale Vorspannkraft werden dem Merkblatt DVS-EFB 3435-2 und Herstellerangaben entsprechend in Abstimmung mit unseren Kunden festgelegt. Die Schnittkräfte und -momente werden für verschiedene Nachweise der Schließringbolzen nach der Richtlinie VDI 2230 unter Berücksichtigung des Merkblatts DVS-EFB 3435-2 benötigt.
Im Einzelnen bietet ihf folgende Untersuchungen zu Schließringbolzen an:
Zwischen den Nachweisen von Schließringbolzen und Schrauben existieren u.a. folgende Unterschiede:
Aufgrund der programmtechnischen Umsetzung und Automatisierung des Festigkeitsnachweises kann ihf wirtschaftlich Strukturen mit sehr vielen Schließringbolzenverbindungen nachweisen. Aktuell bearbeiten wir Projekte mit über 1.500 Schließringbolzen in einem Simulationsmodell.
Wenden Sie sich gerne an uns, wenn wir Sie bei der Auslegung Ihrer Schließringbolzenverbindungen unterstützen sollen oder wenn Sie Interesse an einer Automatisierung haben.
