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Lineare Beulanalyse (LBA)

20.08.2023

Stahl

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Buckling

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Die Beullastfaktoren und die zugehörigen Beulmodenformen werden aus der linearen Beulanalyse (manchmal auch Eigenwertbeulung oder Eulersche Beulanalyse genannt) abgeleitet. Sie ist mathematisch ähnlich wie eine Modalanalyse. Sie liefert jedoch keine Spannungen oder Verschiebungen.

Die Beulformen geben Aufschluss über die Form der Struktur, wenn sie beult, denn Beulen ist ein Zustand des Zusammenbruchs und keine Verformung.

Die Beulform gibt uns auch Aufschluss darüber, für welche Art von Beulversagen das Bauteil anfällig ist:

Biegeknicken um eine schwächere oder stärkere Achse,
Torsionsknicken (axial belastete Stützen),
Biegedrillknicken (gebogene Balken),
lokales Beulen (Bauteile mit dünnen Platten).

Bei einer linearen Beulanalyse werden mehrere Beulmodenformen gefunden. Das Versagen wird bei der ersten Form und dem ersten Faktor auftreten. Andere Formen und Faktoren können helfen, die Struktur besser zu verstehen.

In IDEA StatiCa Member wird der Faktor αcr verwendet, um zu bestimmen, ob MNA (Material Non-Linear Analysis) oder GMNIA (Geometric and Material Non-Linear Analysis with Imperfections) verwendet werden soll.

α_cr ist der Mindestlastfaktor für Bemessungslasten, der es Bauteilen ermöglicht, ihren elastischen kritischen Widerstand zu erreichen. Die tatsächliche Beullast einer realen, unvollkommenen Struktur kann viel niedriger sein, weshalb eine hohe Sicherheitsmarge empfohlen wird:

α_cr > 15 – Verwendung der materiell nichtlinearen Analyse (MNA)
α_cr < 15 – Verwendung der Geometrisch und Materiell Nichtlinearen Analyse mit Imperfektionen (GMNIA)