Bauteile bequem mit den FKM-Richtlinie Excel Tool auslegen

Bauteile bequem mit den FKM Richtlinie Excel Tool auslegen

Arbeiten Sie auch mit der FKM-Richtlinie um Ihre Bauteile auszulegen? Dann kennen Sie sicherlich den Aufwand, den es bedeutet, die ganzen Rechnungen händisch nachzuvollziehen. Wäre es da nicht chic, eine einfach Lösung zu haben, die eine Bewertung nach der FKM Richtlinie schnell und einfach ermöglicht? Fast pünktlich zum Nikolaustag haben wir eine Lösung für Sie!

In diesem Artikel lernen Sie, wie Sie

Ihre Bauteile bequem mit dem FKM-Richtlinie Excel Tool bewerten können. Dieses Tool basiert auf der FKM Richtlinie in der 6. Auflage* und behandelt folgende Punkte:

  • den statischen Nachweis von Kapitel 3
  • die Bewertung von FEM Ergebnissen
  • die Auslegung nicht geschweißter Bauteile.

Und das Beste: Es ist komplett kostenlos.

Inhalt

  1. Die Gliederung des Tools
  2. Aufbau des FKM Richtlinie Excel-Tools
  3. Hinweise
  4. Download des Excel-Tools
  5. Weiterarbeit
  6. Auf den Punkt
  7. Weitere Informationen

Die Gliederung des Tools

Das Excel Tool ist in der Logik der FKM Richtlinie aufgebaut. Das bedeutet der statische Festigkeitsnachweis erfolgt in den typischen 6 Schritten (siehe folgende Abbildung):

Übersicht über den Berechnungsablauf nach der FKM-Richtlinie Rechnerischer Festigkeitsnachweis

Übersicht über den Berechnungsablauf nach der FKM-Richtlinie Rechnerischer Festigkeitsnachweis

Etwas detaillierter beinhalten die jeweiligen Schritte folgende Inhalte:

  1. Spannungskennwerte bestimmen und eintragen (Kapitel 3.1)
    In diesem Schritt werden die Beanspruchungen aus der FEM Berechnung eingetragen. Als Ergebnis liegt die Vergleichsspannung und der Mehrachsigkeitsgrad vor.
  2. Werkstofffestigkeitskennwerte ermitteln (Kapitel 3.2)
    Dies bedeutet, dass die Beanspruchbarkeit des reinen Werkstoffes berechnet wird. Das Ergebnis ist die Zugfestigkeit / Streckgrenze des Werkstoffes und die Warmfestigkeit und die Zeitstandfestigkeit.
  3. Konstruktionskennwerte bestimmen (Kapitel 3.3)
    Hier werden die Einflüsse des Bauteils auf die Beanspruchbarkeit bestimmt. Das sind z.B. die Geometrie (also Kerbeinflüsse, deren Stützwirkungen über die plastische Stützzahl berücksichtigt wird). Das Ergebnis sind dann die plastische Stützzahl nach FKM Richtlinie und ggfs. Der Graugussfaktor.
  4. Statische Bauteilfestigkeit (Kapitel 3.4)
    Für die statische Festigkeit wird die Werkstofffestigkeit mit den Konstruktionskennwerten verrechnet. Als Ergebnis liegen dann die statische Festigkeit des Bauteils
  5. Sicherheitsfaktoren (Kapitel 3.5)
    Für eine robuste Auslegung werden die Auswirkungen unsicherer Lastannahmen, die Auswirkung der Schadensfolge sowie die Wahrscheinlichkeit des Auftretens der Spannungen bewertet. Dazu werden für alle Einflüsse Sicherheitsfaktoren ausgewählt. Das Ergebnis ist dann ein Gesamtsicherheitsfaktor der bei der Auslegung berücksichtigt wird.
  6. Der Nachweis (Kapitel 3.6)
    Der eigentliche Festigkeitsnachweis erfolgt in diesem Kapitel. Hierzu wird die Beanspruchung aus Schritt 1 mit der statischen Bauteilfestigkeit aus Schritt 4 und den Sicherheitsfaktoren aus Schritt 5 verglichen. Das Ergebnis ist der Auslastungsgrad. Ist diese kleiner/gleich 1, liegt eine robuste Konstruktion vor.

Aufbau des FKM Richtlinie Excel-Tools:

Das FKM Richtlinie Excel Tool ist wie oben beschrieben in die typischen sechs Schritte der FKM-Richtlinie gegliedert. Jeder Schritt selber ist wiederum in drei Bereiche aufgeteilt (siehe folgende Abbildung):

Der Aufbau des Excel FKM-Richtlinie der EinbockAKADEMIE

Der Aufbau des Excel FKM-Richtlinie der EinbockAKADEMIE

Es wird auf einer Seite immer gezeigt, in welchem Schritt der Berechnung man sich gerade befindet. Unterhalb dieser Übersicht finden sich die wichtigsten Tabellen die zur Berechnung nötig sind. Rechts neben dieser Übersicht sind die Eingabezellen, die Ergbnisdarstellung und die Hilfsgrößen abgebildet.

  1. Eingaben
    Im Bereich der Eingaben werden alle Inputs für den Nachweis in diesem Schritt eingetragen. Dieser Bereich ist blau markiert. Die weißen Felder sind Eingabefelder. Falls Erklärungen nötig sind, dann sind diese in den Kommentaren der jeweiligen Zelle dokumentiert. Kommentare sind erkennbar an dem kleinen roten Dreieck im rechten oberen Eck der jeweiligen Zelle. Durch einfaches überfahren mit dem Mauszeiger werden diese sichtbar.
  2. Ergebnisse
    In dem grün markierten Bereich der Ergebnisse werden alle berechneten Ergebnisse zusammengefasst. Zusätzlich sind immer die Gleichungen und die Seitenzahlen der FKM Richtlinie für die Berechnung der Ergebnisse angegeben. Dies ermöglicht eine transparente Nachvollziehbarkeit der Berechnung.
  3. Hilfsgrößen / Zwischengrößen
    Um die Berechnung nachvollziehen zu können werden alle wichtigen Hilfsgrößen der Berechnung in den grau hinterlegten Bereichen zusammengestellt. Hier finden sich zusätzlich Hinweise auf die verwendeten Gleichungen aus der FKM Richtlinie.

Hinweise

Alle Teilnehmer unseres von unserem Seminar FKM Richtlinie: Einführung und Anwendung mit FEM erhalten neben dem Tool für den statischen Nachweis zusätzlich das Excel Tool für den Schwingfestigkeitsnachweis.

Dieses FKM Richtlinie Excel Tool wurde umfangreich getestet. Trotzdem kann für die Richtigkeit der Ergebnisse keine Haftung übernommen werden.
Sollten Sie einen Fehler / eine Unstimmigkeit  oder auch einen Hinweise auf eine Weiterentwicklung für uns haben, freuen wir uns über Ihre Rückmeldung unter kontakt@einbock.akademie.de.

Download des Excel-Tools

Das Excel Tool für Ihren statischen Festigkeitsnachweis nach der FKM-Richtlinie: Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile, aktuellste 6. Auflage von 2012.

Das Excel Werkzeug für den Festigketisnachweis nach der FKM-Richtlinie 6. Auflage 2012

Wir wünschen Ihnen viel Spass beim Berechnen!

Weiterarbeit

In naher Zukunft wird es auch die Möglichkeit geben, die Schwingfestigkeit nach der FKM Richtlinie mit Hilfe eines weiteren Excel-Tools zu bewerten.

Auch für Schweißnähte wird es im Laufe des Jahres 2019 eine Möglichkeit geben.

Auf den Punkt

  • Mit dem FKM Richtlinie Excel-Tool können bequem Festigkeitsnachweise für den statischen Nachweise nach der FKM Richtlinie in der 6. Auflage erfolgen.
  • Alle Berechnungsschritte werden sauber dokumentiert und nachvollziehbar beschrieben.
  • Weitere Tools für einen kompletten Nachweis nach der FKM Richtlinie werden in 2019 folgen.
  • Über Hinweise sind wir sehr dankbar;)

Weiterführende Informationen zur FKM Richtlinie

Hier finden Sie ähnliche Artikel und Informationen zu passenden Seminaren. Außerdem können Sie den Inhalt des Artikels bewerten.

 


 

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Seminare zur FKM Richtlinie:

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  • die FKM Richtlinie schnell anwenden möchten.
  • Ihre FEM Ergebnisse bewerten wollen.
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Weiterführende Literatur

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Buch Betriebsfestigkeit und FEM an.

dieses fürht Sie schnell und verständlich in die Betriebsfestigkeit ein und liefert gleichzeitig noch viele Excel Tools zur einfacheren Berechnung der Lebensdauer.


Der Autor:

Hr. Dr.-Ing. Stefan Einbock Gründer und Geschäftsführer der EinbockAKADEMIE sowie Experte für die Betriebsfestigkeit und Zuverlässigkeit.

Bildquelle: Photo by Pixabay (bearbeitet),
Lizenz: CC0 1.0
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