Kunststoff / Produktentwicklung / Produktion

FEM Berechnungen: Beulen und Knicken von Bauteilen vorhersagen

Beulen und Knicken simulieren und optimieren Beulen und Knicken simulieren und optimieren

Erwünscht oder Risiko?

Das Beulen oder Ausknicken stellt bei schlanken Bauteilen, wie Flaschen, Blattfedern, Hochregallagern oder Verkleidungsplatten unter Lasteinwirkung ein großes Risiko aber auch in manchen Fällen eine gewünschte Funktion dar. Diese Instabilitäten können jedoch nicht leicht ermittelt werden. Besonders bei komplexen Bauteilen können durch Handrechnungen keine ausreichenden Aussagen getroffen werden. In diesen Fällen schafft die Simulation Abhilfe.

Beginn des Durchschlagens einer Blattfeder Beginn des Durchschlagens einer Blattfeder

Ergebnisse der Simulation

Hauptziele einer jeden Beulbetrachtung sind:

  • die Ermittlung der maximalen Ausknickkräfte,
  • die Art des Beulens (Durchschlagen oder                                                 kontinuierliche Deformationen) und
  • die Form des Körpers nach dem Beulen.
Eigenformen des Beulens als Basis für Versteifungen Eigenformen des Beulens als Basis für Versteifungen

Komplexes nicht-lineares Beulen

Durch die rechnergestützte Bauteilauslegung können komplexe Nichtlinearitäten wie Kontakte (Aufstützen) und das kunststoffspezifische plastische Verhalten berücksichtigt werden. Ebenso kann der Effekt von komplexen Vorspannungssituationen, wie Verschraubungen, und Steifigkeitseffekte von Compoundmaterialen mit abgebildet werden.

Oft kommt es bei großflächigen Bauteilen zu mehreren kleinen Beulereignissen bevor sie ihre Funktion verlieren. Informationen über dieses Verhalten können für die Auslegung von Versteifungssicken und Wanddickennoptimierungen genutzt werden.

Risiken minimieren und Performance optimieren

In der Entwicklung von funktionsrelevanten Strukturbauteilen sollte das Thema des Beulens immer mit hinterfragt werden, um einerseits Risiken zu minimieren und die Performance zu optimieren.

Ihr direkter Kontakt

Dipl.-Ing. Andreas Sommer
+49 8061-348 999 0
a.sommer@impetus-engineering.de

Broschüre Beulen und Knicken

Broschüre Beulen und Knicken

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Was wir im Bereich Beulen und Knicken berechnen?

  • Lineares Beulen nach Euler
  • Komplexes nicht-lineares Beulen
  • Komplexes Knickverhalten
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