Grundprinzipien.
Doppel-T, T oder Kasten
Hohlquerschnitte wie Kasten oder Rohr bringen dieselbe Steifigkeit mit weniger Material. Für Biegung ist der Doppel-T-Träger optimal. Massive Blöcke verschwenden Werkstoff.
Scharfe Ecken meiden
Scharfe Innenecken erhöhen die Spannung um das Drei- bis Fünffache. Großzügige Radien in der Größenordnung von 0,2 × Querschnitt drücken den Faktor auf 1,5.
60 % der Wandstärke
Rippen quer zur Durchbiegungsrichtung bringen Steifigkeit ohne Masse. Die übliche Regel: Rippendicke 60 % der Grundwand.
Der Aufpreis lohnt sich
7075-T6 ist 80 % fester als 6061. Inconel schlägt 4140 in der Hitze. Stimmen Sie die Güte auf den Bedarf ab.
Schwingende Belastung
Bei Wechsellast zählt die Dauerfestigkeit, nicht die Streckgrenze. Bei Stahl liegt sie bei rund 50 % der Zugfestigkeit; Aluminium hat keine echte Dauerfestigkeit, dort rechnet man mit der Zeitfestigkeit.
Lange schlanke Stäbe
Druckstäbe sind gefährdet. Die kritische Last beträgt π²EI/L². Stützen Sie sie bei Bedarf seitlich ab.
Häufige Fragen
Statisch begrenzen Streckgrenze und Zugfestigkeit. Bei Ermüdung sind es 30 bis 50 % der Streckgrenze für 10⁷ Lastwechsel. Unter Wechsellast bestimmt die Ermüdung alles.
Nein. Mehr Festigkeit bedeutet oft weniger Zähigkeit und höhere Kerbempfindlichkeit. Bei Stoßbelastung ist ein Gleichgewicht aus Festigkeit und Duktilität besser als die maximale Festigkeit.
Kohlefaserverbund ist je Gewicht weit fester, aber teuer. Setzen Sie ihn dort ein, wo das Gewicht entscheidet, etwa in Luftfahrt und Rennsport.
Für FEM-Berechnungen vermitteln wir an Ingenieurpartner. Die meisten Teile entstehen nach Zeichnung; die Absicherung per FEM übernimmt der Kunde oder sein Konstrukteur.
Ja, vor allem bei Ermüdung. Raue Oberflächen lassen Risse entstehen; Polieren oder Kugelstrahlen verlängert die Lebensdauer um das Zwei- bis Vierfache.
Schraubenlöcher, Schweißnähte und Fügestellen wirken als Kerben. Legen Sie Verbindungen nach Möglichkeit abseits der Spannungsspitzen.
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