Angewandter Festigkeitsnachweis nach FKM-Richtlinie

Dieses Lehrbuch unterstützt nachhaltig bei der Durchführung von rechnerischen Festigkeitsnachweisen mit der 7. Ausgabe der FKM-Richtlinie "Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile" von 2020. Es erläutert den Berechnungsablauf, wie er in der FKM-Richtlinie beschrieben ist, wobei auf die Darstellung diverser Spezialfälle verzichtet wird. Dieser reduzierte Ablauf erleichtert das Verständnis und ist für viele Anwendungsfälle dennoch ausreichend. Der Ablauf eines Festigkeitsnachweises wird anhand von praxisrelevanten Beispielen erläutert, die vom Leser nachvollzogen und nachgerechnet werden können. Bei den Beispielen bildet die Ermittlung der örtlichen elastizitätstheoretischen Spannungen mit der Finite-Elemente-Software ANSYS Workbench einen über die Richtlinie hinausgehenden Bestandteil. Mithilfe des umfangreichen Zusatzmaterials, das im Internet zum Download bereitsteht, können die Finite-Elemente-Berechnungen für die Spannungsermittlung sowie die lineare Schadensakkumulation mit dem Verfahren Miner konsequent nachvollzogen werden.

Der Inhalt

Einleitung - Die FKM-Richtlinie - Grundlagen: Beanspruchungszustand, rechnerische Lebensdauerabschätzung und Festigkeitsnachweis - Beispiele: Welle mit Absatz, Lagerbock und Planetenträger - Hinweise für die Anwendung: Ermittlung der kritischen Stelle im Bauteil sowie Ermittung von plastischen Formzahlen und Spannungsgradienten

Die Zielgruppen

- Studierende und Dozentinnen/Dozenten an Hochschulen mit der Fachrichtung Maschinenbau

- Berechnungsingenieurinnen/-ingenieure als Einsteiger und Experten

Die Autoren

Dr. -Ing. Michael Wächter ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit (IMAB) der TU Clausthal. Schwerpunkte: zyklische Werkstoffkennwerte, Mehrachsigkeit, Werkstoff- und Bauteilprüfung, rechnerische Festigkeitsnachweise.

Dr. -Ing. Christian Müller ist auf dem Gebiet Strukturfestigkeit von Hochvoltbatterien bei der AUDI AG in Ingolstadt tätig.

Professor Dr. -Ing. Alfons Esderts ist Inhaber des Lehrstuhls für Betriebsfestigkeit und Systemverhalten am IMAB der TU Clausthal und Co-Autor der FKM-Richtlinie.

Einleitung. - Die FKM-Richtlinie. - Grundlagen: Beanspruchungszustand, rechnerische Lebensdauerabschätzung und Festigkeitsnachweis. - Der statische Festigkeitsnachweis am Beispiel eines Wellenabsatzes. - Der Ermüdungsfestigkeitsnachweis am Beispiel eines Wellenabsatzes. - Beispiel: Lagerbock. - Beispiel: Planetenträger. - Hinweise für die Anwendung.