Grenzen heutiger Methoden zur Berechnung der Bauteil‐ und Apparate‐Festigkeit und mögliche Erweiterungen

Der herkömmliche Festigkeitsnachweis – meist auf Näherungsverfahren aufbauend – wird bevorzugt zur Bemessung einfacher Grundkörper des verfahrenstechnischen Apparate‐ und Anlagenbaues herangezogen. Die Anwendungsgrenzen werden durch Grad und Charakter der Verformungen wie durch die Art der Belastung bestimmt; vorrangig lassen sich (rotations‐)symmetrische Lastfälle erfassen. Bereits hier erweist sich die „Spannungssicherheit” als nicht in allen Fällen problemgerecht; „Lastwechselsicherheit” (bei dynamischer Beanspruchung) und „Ausfallwahrscheinlichkeit” (bei regelloser Beanspruchung) werden angewandt bzw. kennzeichnen das Fernziel. Nichtrotationssymmetrische Lastfälle und elastoplastische Probleme erfordern gegenüber dem herkömmlichen Festigkeitsnachweis einen unverhältnismäßig hohen Aufwand. Erst die Entwicklung hochentwickelter, diskreter Verfahren hat hier neue Lösungsmöglichkeiten eröffnet. Durch Einbau von Stoffgesetzen, die dem realen Werkstoffverhalten entsprechen oder nahekommen, bieten hochentwickelte Verfahren Ansätze zur Lösung komplexer Fragestellungen besonders auch im Grenzbereich zwischen wärme‐ und strömungstechnischer Auslegung und konstruktiver Gestaltung; ihre Anwendung sichert gesteigerte Wirtschaftlichkeit und schafft damit Wettbewerbsvorteile, wenn sich modularer Aufbau und problem‐orientierte Schreibweise stärker durchsetzen.