Strukturanalysen

Die strukturelle Integrität und Zuverlässigkeit wird durch detaillierte Bewertungen unter statischen, dynamischen und thermischen Belastungen sichergestellt. Zum Einsatz kommen fortschrittliche Simulationstechniken – darunter lineare und nichtlineare Finite-Elemente-Analysen, Stabilitätsuntersuchungen, Schwingungsanalysen und Ermüdungsbewertungen. Anwendbar in allen Branchen und für unterschiedlichste Bauteile – von Druckbehältern und Tragstrukturen über Schraub- und Schweißverbindungen bis hin zu rotierenden Maschinenkomponenten.

Schlüsselkompetenzen

Weitere Informationen

Nichtlineare Statik inkl. Kriech- und Plastizitätsverhalten

Bewertet das strukturelle Verhalten über den elastischen Bereich hinaus – einschließlich bleibender Verformungen, plastischem Fließen und zeitabhängigem Kriechverhalten unter konstanter Last und Temperatur.

Beispiel: Kriechverformung eines Hochtemperatur-Turbinengehäuses unter dauerhafter Belastung durch Leitschaufeln.

Beulen

Bewertet die strukturelle Stabilität unter Druck- oder thermisch induzierten Spannungen, um Risiken eines plötzlichen Stabilitätsversagens oder eines Steifigkeitsverlusts infolge von Instabilität zu identifizieren.

Beispiele: Beulen eines dünnwandigen Kanalbauteils unter Vakuumlast oder Versagen eines mehrlagigen Kompensators infolge eines starken thermischen Gradienten.

Modalanalyse & harmonische Antwortanalyse

Ermittelt Eigenfrequenzen und Eigenformen (Modalanalyse) und bewertet die stationäre strukturelle Antwort auf sinusförmige Anregungen (harmonische Antwortanalyse).

Beispiel: Resonanzbewertung eines Turbinenabgasgehäuses unter Anregung durch rotierende Unwuchtmassen.

Transiente Dynamik & LS-DYNA (explizit)

Erfasst zeitabhängige dynamische Reaktionen unter kurzzeitigen, hochintensiven Lasten oder stark nichtlinearen Verformungen mithilfe expliziter Solver wie LS-DYNA. Besonders geeignet für Stoß-, Crash- und Großverformungsereignisse mit komplexen Kontaktinteraktionen.

Beispiele: Aufprallsimulation eines Batteriegehäuses unter Hochgeschwindigkeitsbelastung oder Schaufelabriss-Simulation mit Folgeschäden im Lagerbereich einer Turbine.

Antwortspektrumanalyse

Wird in der Erdbeben- oder Schockanalyse eingesetzt, um die maximale strukturelle Antwort anhand von Beschleunigungsspektren abzuschätzen – ohne eine vollständige zeitabhängige Berechnung durchführen zu müssen.

Beispiel: Erdbebensicherheitsbewertung einer Druckbehälter-Tragstruktur gemäß Eurocode 8.

Multi-Body Simulation (MKS)

Baugruppen aus starren oder flexiblen Körpern, die über Gelenke, Zwangsbedingungen und Kontakte verbunden sind, um das kinematische und dynamische Systemverhalten unter realistischen Betriebsbedingungen zu analysieren.
Beispiel: Bewegungsanalyse eines Leitschaufel-Betätigungssystems in einer Turbine, einschließlich Koppelmechanik und Aktuatorbelastung.

Fluid-Solid Interaktion (FSI)

Koppelt Strömungsdynamik und Strukturverformung, um druckinduzierte oder thermisch bedingte Belastungen und die daraus resultierende strukturelle Reaktion in Echtzeit zu bewerten. Besonders relevant in Anwendungen, bei denen sich Fluidkräfte und strukturelle Auslenkungen dynamisch gegenseitig beeinflussen.

Beispiele:

Erzwungene Antwortanalyse: Bewertung der strukturellen Spannungen einer Klappe in einem Abgas-Umschaltmodul unter zeitlich veränderlichen aerodynamischen Lasten aus instationärer CFD. Die Druckfelder werden – nach FFT-Auswertung – auf die Struktur gemappt, um Schwingungsspannungen und Ermüdungsrisiken zu bewerten.
Quasistatische Spannungsbewertung: Festigkeitsnachweis einer Klappe unter Spitzen-Druckverteilung, abgeleitet aus stationärer CFD im Volllastbetrieb. Dient der Abschätzung maximaler Spannungen und Verformungen ohne Berücksichtigung zeitabhängiger Effekte.