dünnwandigen

Dünnwandig beschreibt in der Technik einen Körper, dessen Wanddicke klein ist im Verhältnis zu seinen Hauptabmessungen, z. B. dem Radius oder der Länge. Die Bezeichnung wird verwendet, um eine Vereinfachung der Festigkeitslehre zu rechtfertigen und die Tragfähigkeit von Strukturen mit dünnen Wänden zu analysieren. Dünnwandige Bauteile finden sich in Druckbehältern, Rohrleitungen, Gehäusen und Schalenelementen, bei denen Gewicht und Materialeinsatz reduziert werden sollen.

In der Mechanik gilt oft die Dünnwandannahme: t ist klein gegenüber r (häufig t/r ≤ 1/10 bis 1/20, je nach Genauigkeit). Für zylindrische Druckbehälter mit Innendruck p, Innenradius r und Wanddicke t ergeben sich vereinfachte Spannungen: Hoop-Stress sigma_h ≈ p r / t und Longitudinal-Stress sigma_l ≈ p r / (2 t). Bei kugelförmigen Behältern gilt sigma_h ≈ p r / (2 t). Diese Formeln ermöglichen schnelle Designs, setzen aber eine gleichmäßige Wanddicke und glatte Innen- sowie Außenflächen voraus.

Vorteile dünnwandiger Strukturen sind geringes Gewicht, reduzierte Materialkosten und oft bessere Wärmeübertragung. Nachteile umfassen eine höhere Anfälligkeit für Buckling, lokale Materialfehler, Ermüdung und Korrosion; Ungenauigkeiten in der Wandstärke oder Einflüsse wie Temperaturwechsel können this Art von Strukturen stärker belasten. Daher erfordern Dünnwand-Konstruktionen sorgfältige Materialauswahl, Fertigungstoleranzen und geeignete Sicherheitsfaktoren. Für dickwandige Bauteile sind Lame-Gleichungen oder numerische Methoden gebräuchlich.