LeiKom-Handbuch Produkt Instrumente zur Entwick- lung - IfG

diesem Grund wurde von Sobek der Begriff des Formbestimmenden Lastfalls eingeführt.
Unter Leichtbau-Gesichtspunkten wird die Realisierung aller denkbaren Gewichtseinsparungspotenziale
angestrebt. Dies betrifft, wie unter 3.4 geschildert, auch die Reduzierung
unnötig hoher Sicherheitsfaktoren. Je genauer die tatsächlich zu erwartende Belastungssituation
bereits bei der Bauteilgestaltung eingegrenzt werden kann, desto niedriger können die
entsprechenden Sicherheitsfaktoren angesetzt werden. Auch hier existieren Kreuzkorrelationen
mit der Materialauswahl, zum Beispiel bei der Berücksichtigung von Sicherheitszuschlägen
für Korrosion und Verschleiß auf Schwingfestigkeitswerte oder auf die Lebensdauer. Der
formbestimmende Lastfall hängt somit von der Materialauswahl ab und umgekehrt.
Während bei nicht-tragenden Bauteilen der formbestimmende Lastfall „Eigengewicht“ dominiert,
tritt dieser bei tragenden Bauteilen und insbesondere bei Leichtbaukomponenten zu
Gunsten der Nutzlast und evtl. Nebenlasten (z.B. Windlasten, Betriebslasten) in den Hintergrund.
Dabei sind multiple formbestimmende Lastfälle durchaus möglich. Eine komplexe
Belastungssituation kann sich z.B. bei einem Hinterachslenker aus den Lastfällen Eigengewicht,
Nutzlast und Nebenlasten (z.B. Windlasten, Schwingungsübetragung, dynamische
Beanspruchung durch Überfahren von Hindernissen, Eigenspannungen etc.) ergeben. Bei
nicht eindeutig bestimmbaren Belastungssituationen gilt die größtmögliche Belastungssumme
ohne Rücksicht auf die Eintrittswahrscheinlichkeit nach Sobek als formbestimmend und
kann mit Hilfe spezieller Rechenverfahren (Vielparameteroptimierung) ermittelt werden. Eine
Lösungsalternative bieten adaptive Systeme, die auf Beanspruchungsüberhöhung z.B. durch
Steifigkeitsveränderung oder Geometrieanpassung (im positiven Sinne, d.h. im Sinne von
Kompensation der Beanspruchung) reagieren.
5.3.2 Gestaltungsprinzipien
Neben den allgemeinen Gestaltungsgrundregeln (einfach, eindeutig, sicher), wie sie u. a.
von Conrad definiert wurden, kommt beim leichtbaugerechten Gestalten den Aspekten der
Krafteinleitung und der Gestaltung des Kraftflusses im Bauteil (Kraftleitung) wesentliche Bedeutung
zu. Im Interesse einer geringen inneren Belastung der Konstruktion wird eine möglichst
gleichmäßige Spannungsverteilung über den gesamten Bauteilquerschnitt angestrebt.
Zusätzlich werden die Gestaltungsgrundregeln um die Begriffe „leicht“ und „effizient“ im Austausch
für „einfach“ ergänzt. „Leicht“ bedeutet gewichtsoptimiert, materialsparend bei
höchstmöglicher Bauraumausnutzung. „Effizient“ bedeutet sowohl ressourceneffizient bei
Material und Fertigung als auch energieeffizient im späteren Betrieb. Dementsprechend
wurden die Gestaltungsprinzipien um das Prinzip der Materialeffizienz (im Sinne von effizienter
Massebelegung) und der Funktionsintegration (als zu prüfende Alternative zur Differenti-
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