Regelwerke
Aus ESOCAETWIKIPLUS
engl: assessment Kategorie: 
Level 2 Mechanik Praxis
Regelwerke sind die Grundlage für die Bewertung der Simulationsergebnisse. Sie enthalten Hinweise zur Durchführung der Simulation, zulässige Grenzwerte (Sicherheitsbeiwerte). Das Ziel der Anwendung von Regelwerken ist es, eine technische Aussage zu treffen ("Hält oder hält nicht").
Inhaltsverzeichnis |
Regelwerke für die Bewertung in der Mechanik
Besonders intensiv ist der Einfluss der Regelwerke auf die Bewertung von Simulationsergebnissen in der Strukturmechanik. Beispiele für solche Regelwerke sind
- FKM-Richtlinie (Maschinenbau),
- AD-Merkblatt S4 (Druckbehälter)(vergl. unten),
- KTA-Regeln (Kerntechnik)(vergl. unten),
- British Standard (BS), ASME-Code (Maschinenbau, Kerntechnik, Bauwesen)(vergl. unten),
- DIN15018 (Kranbau),
- Klassifikationsregeln des GL, DNV (Schiffbau, Offshore, Windenergie)
Grundlagen
Schon lange enthalten Regelwerke Vorgaben zur Dimensionierung von Bauteilen. Für diese Dimensionierung (Auslegung, Bemessung) werden meistens einfache Formeln verwendet, die auf ein mögliches Versagen durch Gewaltbruch, Ermüdung oder zu große Verformungen abgestimmt sind. Vielfach sind zusätzliche Sicherheiten für genau diesen Fall bereits enthalten. Die Ergebnisse basieren auf einer Idealisierung, die für die maßgebenden und grundlegenden Eigenschaften angemessen ist. In der Strukturmechanik ergeben sich daraus Nennspannungen.
Simulation
Erst seit einigen Jahren werden die Regelwerke an moderne Verfahren der Simulation wie z.B. der FEM angepasst. In der Strukturmechanik liefert der Nachweis (Spannungsanalyse, meistens mit FEM durchgeführt) die lokalen bzw. örtlichen Spannungen im Bauteil und Ergebniswerte entsprechend der Modellgenauigkeit und dem gewählten Element-Typ. Von einigen Regelwerken (ASME, KTA, AD-S4) wird das Konzept der Spannungskategorisierung zugrunde gelegt. Die folgenden Absätze nennen hierzu einige Details.
Auszüge
AD 2000-Merkblatt S 4
Abschnitt 4 von AD 2000-Merkblatt S 4 sieht vor: "Durch eine Spannungsanalyse mit Spannungskategorisierung und Spannungsbegrenzung ist nachzuweisen, dass keine unzulässigen (insbesondere nur begrenzte plastische) Verformungen auftreten." Die folgenden Abschnitte des Regelwerkes nennen Primäre Spannungen, Sekundäre Spannungen und Spannungsspitzen und enthalten Tafeln u.a. zur Spannungskategorisierung in Behältern für einige typische Fälle.
KTA 3201.2
Abschnitt 7.7.2 von KTA 3201.2 nennt Primäre Spannungen, Sekundäre Spannungen und Spannungsspitzen und Grenzwerte zur Bewertung dieser Spannungen. Tabelle 7.7-1 enthält eine Spannungskategorisierung in Behältern für einige typische Fälle.
ASME-Code Sect VIII
Der "ASME Boiler and Pressure Vessel Code, VIII Division 2, Alternative Rules, Rules for construction of pressure vessels" enthält die für die Bewertung von Simulationsergebnissen der Strukturmechanik zutreffenden Angaben in "Part 5 - Design by analysis requirements". Abschnitt "5.2.2.2 Stress Categorization" nennt Kategorien der Spannungen ("General Primary membrane Equivalent Stress", "Local Primary Membrane Equivalent Stress" und "Primary Membrane plus Primary Bending Equivalent Stress" sowie "Secondary equivalent stress" und "Additional equivalent stress"). Abschnitt 5.2 zeigt eine Übersicht der Definitionen der verwendeten Begriffe. Tabelle (Table) 5.6 enthält eine Spannungskategorisierung für einige typische Fälle.
Rechtlicher Hintergrund zu Regel- und Formelwerken
Bei der Anwendung von Regel- und Formelwerken sollte der rechtliche Hintergrund beachtet werden. Normen und technische Regeln sind aus einer Abstimmung in technischen Gremien entstanden. Sie sind oftmals Gesetzen und Verordnungen nachgeschaltet. Sie zählen zum Stand der Technik.
Fachbücher stellen die Meinung des Autors dar, zählen aber teilweise bei weiter Verbreitung ebenfalls zum Stand der Technik.
Beiträge in Fachzeitschriften sind Einzelmeinungen. Sie sind dem Stand der Wissenschaft zuzuordnen und entsprechend weniger verbindlich.
Firmeninterne Regeln und Vorgaben haben nur eine Bedeutung innerhalb der Firma oder fallweise in Absprache mit Kunden.
Weitere Hinweise finden Sie auch bei wikipedia:Stand der Technik.
Weiterführende Informationen
Weitere Hinweise zu Details finden Sie bei Bewertung.
Sehen Sie sich auch die Fallbeispiele von Regelwerks-Berechnungen an.
