Festigkeitsanforderungen

Festigkeitsanforderungen bezeichnen die notwendigen mechanischen Festigkeitseigenschaften eines Bauteils oder Systems, die es unter den vorgesehenen Lasten sicher und funktionsfähig halten müssen. Sie ergeben sich aus den Beanspruchungen im Betrieb, aus Sicherheitszielen und aus den verwendeten Designcodes und Normen. Ziel ist es, plastische Verformungen, Brüche oder andere Versagensarten zu verhindern.

Wesentliche Festigkeitskennwerte umfassen die Fließgrenze (Streckgrenze), die Zugfestigkeit, die Ermüdungsfestigkeit sowie die Dauerfestigkeit (Kriechfestigkeit) bei erhöhter Temperatur. Zusätzlich spielen die Zähigkeit, das Kerbverhalten und die Bruchzähigkeit eine Rolle, insbesondere wenn schädigende Risse oder Sprödbruchrisiken bestehen. Je nach Werkstoff und Einsatz können auch Eigenschaften wie Härte, Temperaturbeständigkeit oder Korrosionsbeständigkeit relevant sein. Die Festigkeitsanforderungen unterscheiden sich oft zwischen statischen Belastungen und dynamischen/zyklischen Beanspruchungen sowie zwischen kurzen Transienten und Dauerlasten.

Festigkeitsanforderungen werden durch Berechnungen, Materialauswahl und Normen festgelegt. Häufige Bezugsgrößen sind Stillegung durch Normen (z. B. Eurocodes, DIN-Normen) sowie Sicherheits- und Lastannahmen. Der Festigkeitsnachweis erfolgt durch analytische Berechnungen, numerische Verfahren oder Nachweise über Materialprüfungen. Dazu gehören auch die Dokumentation von Werkstoffdatenblättern, Zertifikate und Prüfergebnisse.

In der Praxis dienen Festigkeitsanforderungen dazu, Materialauswahl, Abmessungen und Konstruktionsdetails so zu bestimmen, dass Beanspruchungen sicher aufgenommen werden, Lebensdaueranforderungen erfüllt werden und Betriebssicherheit gewährleistet ist. Umwelt- und Betriebsbedingungen wie Temperatur, Korrosion oder Ermüdung müssen dabei ebenfalls berücksichtigt werden.