Belastungsanalyse

Belastungsanalyse bezeichnet in der Technik die systematische Ermittlung und Bewertung der Kräfte und Beanspruchungen, die auf eine Baukonstruktion, eine Maschine oder ein anderes System wirken. Ziel ist Sicherheit, Zuverlässigkeit, Funktion und Lebensdauer zu gewährleisten. Typische Belastungen sind statische Lasten (Eigengewicht, Nutzlast), dynamische Lasten (Stoß-, Vibrations- oder Impulsbelastungen), zyklische Beanspruchung sowie Umweltanregungen wie Wind und Temperatur. Aus diesen Größen werden Lastfälle und Lastwege definiert, um unterschiedliche Betriebs- und Einsatzszenarien abzubilden.

Methodisch kommt eine Bandbreite von analytischen Berechnungen, numerischen Simulationen und experimentellen Verfahren zum Einsatz. Häufige Ansätze sind statische und dynamische Analysen, Fatigue- und Zuverlässigkeitsanalysen sowie Finite-Elemente-Analysen. Lastkombinationen erfolgen gemäß Normen und Designcodes, oft mit Sicherheitsfaktoren. In vielen Fällen werden auch probabilistische Methoden verwendet, um Unsicherheiten in Lasten und Materialeigenschaften zu berücksichtigen.

Der typische Ablauf umfasst: Systemgrenzen festlegen, relevante Lasten identifizieren, Modell erstellen, Berechnungen oder Simulationen durchführen, Ergebnisse prüfen und zulässige Grenzwerte einhalten. Anschließend werden gegebenenfalls Konstruktion, Materialien oder Betriebsbedingungen angepasst und die Ergebnisse dokumentiert.

Anwendungsfelder finden sich in der Bau- und Maschinenkonstruktion, im Fahrzeug- und Luftfahrtsbereich sowie in der Versorgungstechnik. Belastungsanalysen dienen dem Nachweis der Tragfähigkeit, Ermüdungsresistenz und Sicherheitsanforderungen. Die Praxis orientiert sich an nationalen und internationalen Normen wie Eurocode, DIN-EN-Standards oder ASCE sowie an anerkannten Richtlinien.