Festigkeitsberechnungen

Sie müssen — mit Sicherheit — wissen, dass Ihre Struktur die vorgesehenen Lasten tragen, die Zertifizierung bestehen und während der gesamten Lebensdauer sicher funktionieren kann. Wir liefern den dokumentierten Nachweis: klare, normkonforme Festigkeitsberechnungen, die Ihr Ingenieurteam, Ihre Kunden und die Zertifizierungsstellen überzeugen. Mit analytischen Methoden und Finite-Elemente-Analyse bewerten wir Spannungen, Verformungen und Stabilitätsmargen, damit Sie ohne Unsicherheit voranschreiten können.

Probleme, die wir lösen

Unsere Kunden kommen mit Herausforderungen zu uns, die von einem einzelnen Bauteil, das im Einsatz immer wieder versagt, bis hin zu einer kompletten Offshore-Struktur reichen, die vor der Inbetriebnahme einer Drittprüfung bedarf. Typische Projekte umfassen:

  • Verifizierung eines neuen Designs vor dem Prototypenbau — Spannungskonzentrationen, übermäßige Durchbiegungen oder Stabilitätsprobleme erkennen, bevor die Fertigung beginnt.
  • Erlangung einer Zertifizierung oder Genehmigung — die dokumentierten Berechnungen erstellen, die von benannten Stellen, Klassifikationsgesellschaften oder Baubehörden gefordert werden.
  • Untersuchung von Feldausfällen — die Ursache von Rissen, bleibenden Verformungen oder Einstürzen bestimmen und korrektive Designänderungen empfehlen.
  • Bewertung von Änderungen an bestehenden Strukturen — verifizieren, dass zusätzliche Lasten, Durchbrüche oder Erweiterungen die ursprünglichen Sicherheitsmargen nicht beeinträchtigen.
  • Reduzierung von Materialkosten und Gewicht — rechnerisch nachweisen, dass ein leichteres Design alle Normanforderungen noch erfüllt, und unnötige Überdimensionierung vermeiden.
  • Klärung von Meinungsverschiedenheiten zwischen Ingenieurparteien — eine unabhängige, gut dokumentierte Zweitmeinung liefern, um eine Pattsituation zu lösen.

Was wir bewerten

Jede Struktur hat einen kritischen Versagensmodus, und wir stellen sicher, dass keiner davon übersehen wird. Unsere Festigkeitsberechnungen umfassen:

  • Statische Spannungsbewertung — wir verifizieren, dass die Materialspannungen unter allen relevanten Lastkombinationen unterhalb der zulässigen Grenzen bleiben, unter Verwendung der von der anwendbaren Norm vorgeschriebenen Sicherheitsfaktoren.
  • Steifigkeit und Gebrauchstauglichkeit — wir prüfen, dass Durchbiegungen und Verformungen innerhalb akzeptabler Toleranzen bleiben, denn eine Struktur, die fest genug ist, kann dennoch abgelehnt werden, wenn sie sich zu stark verformt, um ordnungsgemäß zu funktionieren.
  • Beulen und Stabilität — wir bewerten das Risiko eines plötzlichen, unkontrollierten Stabilitätsverlusts in schlanken Bauteilen unter Druck- oder Schubbelastung, einschließlich nichtlinearem Beulen mit geometrischen Imperfektionen, wo von der Norm gefordert.
  • Ermüdungs-Screening — bei Strukturen unter wiederholter Belastung identifizieren wir ermüdungskritische Stellen und bewerten, ob eine detaillierte Ermüdungsanalyse erforderlich ist.
  • Kriechbewertung — für Bauteile, die bei erhöhten Temperaturen betrieben werden, bewerten wir das Risiko progressiver Verformung über die vorgesehene Lebensdauer.

Wie wir arbeiten

Die richtige Methode für Ihr Projekt wählen

Nicht jedes Problem erfordert ein vollständiges Finite-Elemente-Modell. Für einfache Geometrien und Belastungen verwenden wir analytische Handberechnungen — schneller, transparent und oft genau das, was eine Zertifizierungsstelle erwartet. Wenn die Geometrie komplex ist, mehrere Lastkombinationen bewertet werden müssen oder die Norm es explizit vorschreibt, setzen wir FEA ein, um die detaillierten Spannungs- und Verformungsfelder zu erhalten, die Handberechnungen nicht liefern können. Wir empfehlen stets den Ansatz, der Ihnen die beste Balance aus Genauigkeit, Bearbeitungszeit und Akzeptanz durch die zuständigen Stellen bietet.

Design by Rules und Design by Analysis

Die meisten Normen bieten zwei Wege. Das traditionelle Design by Rules (DBR) verwendet vereinfachte Formeln und tabellarische Sicherheitsfaktoren — zuverlässig und breit akzeptiert, aber manchmal übermäßig konservativ. Design by Analysis (DBA) nutzt FEA-basierte Verifizierung, die besonders wertvoll ist, wenn DBR Sie zu einem unnötig schweren oder teuren Design zwingt oder wenn Ihre Geometrie oder Belastung außerhalb des Anwendungsbereichs der Standardformeln liegt. Wir sind in beiden Ansätzen erfahren und beraten Sie, welcher für Ihre Situation am sinnvollsten ist.

Was Sie erhalten

Jedes Projekt resultiert in einem professionellen Berechnungsbericht, der für die Prüfung durch Ihren Kunden, eine benannte Stelle oder eine Klassifikationsgesellschaft bereit ist. Unsere Berichte enthalten eine klare Beschreibung des Modells, der Lasten und Randbedingungen, die anwendbaren Normabschnitte, detaillierte Ergebnisse mit Konturplots wo relevant, sowie eine eindeutige Bestanden/Nicht-bestanden-Schlussfolgerung pro Nachweis. Wir erstellen unsere Berichte so, dass sie von Dritten nachvollzogen und verifiziert werden können — denn genau das verlangt ein Zertifizierungsprozess.

Normen und Regelwerke

Wir führen routinemäßig Festigkeitsberechnungen nach den folgenden internationalen Normen durch. Falls Ihr Projekt ein hier nicht aufgeführtes Regelwerk erfordert, fragen Sie uns — unsere Erfahrung umfasst ein breites Spektrum branchenspezifischer Vorschriften und Richtlinien.

Eurocode-Normen

  • EN-1990 (Eurocode 0): Grundlagen der Tragwerksplanung
  • EN-1991 (Eurocode 1): Einwirkungen auf Tragwerke
  • EN-1992 (Eurocode 2): Bemessung von Betonbauwerken
  • EN-1993 (Eurocode 3): Bemessung von Stahlbauten
  • EN-1994 (Eurocode 4): Bemessung von Stahl-Beton-Verbundtragwerken
  • EN-1995 (Eurocode 5): Bemessung von Holzbauten
  • EN-1996 (Eurocode 6): Bemessung von Mauerwerksbauten
  • EN-1997 (Eurocode 7): Geotechnische Bemessung
  • EN-1998 (Eurocode 8): Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben
  • EN-1999 (Eurocode 9): Bemessung von Aluminiumtragwerken

Offshore-Industrie

  • ISO 19900-Reihe: Bemessung von Offshore-Bauwerken für die Öl- & Gasindustrie
  • DNV-GL: Bemessung von Offshore-Bauwerken für Öl & Gas und Offshore-Wind
  • NORSOK: Bemessung von Offshore-Bauwerken für Öl & Gas
  • API: Bemessung von Offshore-Bauwerken für Öl & Gas

Druckbehälter

  • ASME VIII Div.2
  • EN 13445

Schweißnahtbemessung und -bewertung

  • IIW
  • AWS

Benötigen Sie eine Festigkeitsberechnung für Ihr Projekt?

Ob Sie ein neues Design verifizieren, eine Zertifizierung erlangen, ein Versagen untersuchen oder eine unabhängige Zweitmeinung einholen möchten — wir liefern klare, gut dokumentierte Berechnungsberichte, die der Prüfung durch Kunden, benannte Stellen und Klassifikationsgesellschaften standhalten.

Kontaktieren Sie uns für ein unverbindliches Erstgespräch. Wir prüfen Ihre Anforderungen, identifizieren die anwendbaren Normen und erstellen Ihnen ein klares Projektangebot.

 Kontaktieren Sie uns  oder rufen Sie uns an unter +32 478 618 118

Häufig gestellte Fragen

Häufige Fragen zu Festigkeitsberechnungen und Normkonformität.

Wir verwenden Ansys Mechanical und Nastran für die Finite-Elemente-Analyse, ergänzt durch Matlab und Python für analytische Berechnungen, Nachbearbeitung und automatisierte Berichterstellung. Darüber hinaus pflegen wir eigene Werkzeuge, die Normnachweise gegen spezifische Regelwerke vereinfachen. Die Softwarewahl hängt vom Projekt ab; entscheidend ist die Auswahl der richtigen Analysemethode und die korrekte Anwendung der Norm — und genau hier liegt unsere Expertise.

Design by Rules folgt präskriptiven Formeln einer Norm — zum Beispiel Mindestwanddicken für einen Druckbehältermantel. Es ist unkompliziert, aber konservativ, da die Regeln einen weiten Geometriebereich abdecken müssen. Design by Analysis nutzt die Finite-Elemente-Analyse, um den tatsächlichen Spannungszustand in Ihrer spezifischen Geometrie gegen detaillierte Akzeptanzkriterien der Norm zu bewerten. Es ist aufwändiger, ermöglicht aber oft den Nachweis, dass ein leichteres oder effizienteres Design die Anforderungen dennoch erfüllt. Wir beraten, welcher Ansatz für Ihre Situation am sinnvollsten ist.

Wir arbeiten routinemäßig mit Eurocode (EN-1990 bis EN-1999), Offshore- und Marinenormen (ISO 19900-Reihe, DNV-GL, NORSOK, API), Druckbehälternormen (ASME VIII Div.2, EN 13445) und Schweißnaht-Bewertungsrahmenwerken (IIW, AWS). Falls Ihr Projekt eine andere Norm erfordert, fragen Sie uns — unsere Ingenieure sind erfahren in der Interpretation und Anwendung eines breiten Spektrums nationaler und internationaler Regelwerke.

Einfache, standardisierte Geometrien (ein zylindrischer Druckbehälter, eine Schraubverbindung nach Eurocode) können oft mit Handberechnungen bewertet werden. FEA ist erforderlich, wenn die Geometrie komplex ist, Lasten nicht gleichmäßig sind, mehrere Lastfälle zusammenwirken oder die Norm explizit einen Design-by-Analysis-Ansatz vorschreibt. Wir wählen stets die einfachste Methode, die für das Problem angemessen ist — FEA dort einsetzen, wo es Mehrwert bringt, nicht dort, wo eine Handberechnung ausreichen würde.

Ja. Unsere Berichte sind so strukturiert, dass sie den Dokumentationsanforderungen von benannten Stellen, Klassifikationsgesellschaften und unabhängigen Drittprüfern entsprechen. Sie enthalten klare Beschreibungen des Modells, der Lasten, Randbedingungen, Materialdaten und Akzeptanzkriterien, gefolgt von den Ergebnissen und einer eindeutigen Bestanden/Nicht-bestanden-Schlussfolgerung. Wir haben Erfahrung mit Prüfungen durch DNV, Lloyd's, Bureau Veritas, TÜV und andere.

Selbstverständlich. Wir untersuchen regelmäßig Feldausfälle, bewerten Änderungen an bestehenden Strukturen und führen Restlebensdauerbewertungen durch. Dazu gehört die Bestimmung der Ursachen von Rissbildung oder Verformung, die Prüfung, ob eine vorgeschlagene Reparatur oder Verstärkung ausreichend ist, und die Beratung, ob ein Weiterbetrieb sicher ist. Eine klare ingenieurstechnische Bewertung kann Meinungsverschiedenheiten zwischen Parteien lösen und den dokumentierten Nachweis liefern, der für die behördliche Genehmigung des Weiterbetriebs erforderlich ist.

Wir benötigen die Geometrie (CAD, Zeichnungen oder Bestandsmaße), die Werkstoffe und ihre Spezifikationen, die Lasten, denen Ihre Struktur ausgesetzt sein wird (einschließlich Kombinationen und Sicherheitsfaktoren, falls von der anwendbaren Norm definiert), sowie die Norm oder die Akzeptanzkriterien, die das Design erfüllen muss. Falls Sie unsicher über die anwendbare Norm oder die Lastfälle sind, können wir auch hierzu beraten.