Schweißnahtberechnung für
präzise Festigkeitsnachweise
Wissen, wie viel eine Schweißnaht wirklich trägt
Eine Schweißnaht muss Kräfte nicht nur übertragen, sondern über die gesamte Betriebsdauer ausreichend tragfähig bleiben. Entscheidend sind dabei Nahtgeometrie, Werkstoff, Belastungsrichtung und Lastwechsel.
MDESIGN ermittelt Spannungen, Auslastungsgrade und Festigkeitsnachweise für unterschiedliche Schweißverbindungen. So wird sichtbar, welche Nahtbereiche maßgebend sind, welche Reserven bestehen und ob die gewählte Ausführung den tatsächlichen Belastungen entspricht.
Berücksichtigte Regelwerke und Richtlinien für Schweißverbindungen und Festigkeitsnachweise
DVS-Regelwerke
DVS 0705 / DVS 1612
Festigkeitsbewertung
FKM-Richtlinie
Stahlbau
Eurocode 3
Standards schaffen, Engineering beschleunigen
MDESIGN schafft eine einheitliche Grundlage für Berechnungen im gesamten Team. Strukturierte Eingaben, zentral gepflegte Berechnungsgrundlagen und eine durchgängige Dokumentation sorgen dafür, dass Ergebnisse nachvollziehbar und über Projekte hinweg vergleichbar bleiben.
Seit über 40 Jahren unterstützt MDESIGN Unternehmen bei der Berechnung und Auslegung technischer Komponenten – heute mit mehr als 35.000 Anwendern weltweit.
Spannungen der Schweißnahtverbindung gezielt ermitteln
Je nach Nahtform und Belastungsrichtung entstehen unterschiedliche Normal- und Schubspannungen. Axialkräfte, Querkräfte und Biegemomente wirken dabei nicht isoliert, sondern bestimmen gemeinsam die tatsächliche Beanspruchung der Verbindung. MDESIGN führt diese Einflussgrößen in einer strukturierten Schweißnahtberechnung zusammen. So lassen sich unterschiedliche Schweißverbindungen realitätsnah abbilden, kritische Belastungen früh erkennen und Varianten gezielt vergleichen.
Werkstoffkennwerte direkt in den Festigkeitsnachweis einbeziehen
Die Tragfähigkeit einer Schweißverbindung hängt wesentlich vom verwendeten Werkstoff und seinen Festigkeitskennwerten ab. Zugfestigkeit, Streckgrenze, Ermüdungskennwerte und weitere materialabhängige Größen beeinflussen direkt die zulässige Beanspruchung.
MDESIGN stellt dafür eine umfangreiche Datenbank für schweißgeeignete Stähle und Aluminiumwerkstoffe bereit. Eigene Werkstoffe, interne Kennwerte und firmenspezifische Materialdaten können ebenfalls ergänzt und dauerhaft genutzt werden.
So lassen sich genormte Daten und unternehmenseigene Werkstoffstandards in einer gemeinsamen Berechnungsgrundlage zusammenführen und über verschiedene Projekte hinweg konsistent einsetzen.
Statische und dynamische Festigkeit getrennt bewerten
Eine Schweißverbindung kann unter einer einmaligen Belastung ausreichend dimensioniert sein und bei wiederkehrenden Lastwechseln trotzdem kritisch werden. Gerade bei zyklischer Beanspruchung entscheidet deshalb nicht nur die maximale Spannung, sondern auch die Ermüdungsbeanspruchung über die langfristige Tragfähigkeit.
MDESIGN unterstützt sowohl statische als auch dynamische Festigkeitsnachweise und berücksichtigt unterschiedliche Lastfälle, Kerbfälle und Lastwechsel.
So lässt sich beurteilen, ob die Schweißnaht nicht nur kurzfristig trägt, sondern auch über wiederkehrende Betriebszyklen ausreichend belastbar bleibt.
Auslastung verstehen und Nahtgeometrien gezielt weiterentwickeln
MDESIGN bereitet Spannungen, Auslastungsgrade und Nachweisergebnisse so auf, dass sich technische Zusammenhänge schnell erfassen lassen.
Daraus können Konstrukteure konkrete Entscheidungen für die weitere Auslegung ableiten: kritische Nahtbereiche erkennen, Querschnitte anpassen, Varianten vergleichen oder unnötige Überdimensionierung vermeiden. So wird aus dem Festigkeitsnachweis eine direkte Grundlage für die konstruktive Weiterentwicklung.
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Automatisch erstellte Diagramme
Tabellarische Auswertungen und grafische Darstellungen zeigen, welche Spannungen die Verbindung bestimmen und wie hoch die jeweilige Auslastung ist. Dadurch lassen sich kritische Bereiche schneller einordnen und Varianten gezielt technisch vergleichen.
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02
Intuitiv zur belastbaren Schweißnahtberechnung
Die klar geführte Oberfläche, verständliche Eingaben, Hilfen und hinterlegte Grundlagen erleichtern den Einstieg. Mit KI-Assistenz erhalten Konstrukteure Unterstützung im Arbeitsprozess. Auch dann, wenn Schweißnahtnachweise nicht zum täglichen Aufgabenbereich gehören.
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Dokumentation und Nachweis auf Knopfdruck
Technische Dokumentation automatisch erstellen.
Alle Eingaben, Normen, Randbedingungen, Ergebnisse und Grafiken werden automatisch zu einer vollständigen Dokumentation zusammengeführt. So entstehen nachvollziehbare Nachweise für interne Entwicklung, Kunden, Prüforganisationen oder Fertigung.
Funktionsumfang der MDESIGN Schweißnahtberechnung
Die Funktionen sind kompakt nach Regelwerken, Anschlussformen, Eingaben, Werkstoffen, Nachweisen und Ergebnissen gegliedert.
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Normen & Berechnungsgrundlagen
Die Berechnung unterstützt die wesentlichen Nachweisverfahren für Maschinenbau, Stahlbau und Schienenfahrzeugbau.
- DVS 0705
- DVS 1612
- Eurocode 3
- FKM-Richtlinie
- Statischer Festigkeitsnachweis
- Dynamischer Festigkeitsnachweis
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Anschlussformen & Schweißnahttypen
Die Anschlussform und das Profil werden passend zur realen Schweißkonstruktion ausgewählt.
- Kehl- und Stumpfnähte
- Trägeranschlüsse und Trägerverbindungen
- Stabanschlüsse und Längsnähte
- Bauteile auf Wellen
- Schweißnahtbeeinflusste Bauteile
- Rechteck-, Rund- und Hohlprofile
- Normprofile und kombinierte Querschnitte
- Umlaufende ausgeführte Nähte
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Geometrie & Belastungen
Die Eingaben bilden die tatsächliche Anschlussgeometrie und den zugehörigen Lastfall ab.
Eingabewerte
- Breite, Höhe, Länge und Durchmesser
- Bauteildicke und Nahtdicke
- Positionen und Abstände der Teilquerschnitte
- Axialkraft
- Querkräfte in zwei Richtungen
- Biegemomente um zwei Achsen
- Torsionsmoment
- Anwendungs- und Maximallastfaktoren
- Schwingspielzahl und Spannungsverhältnis
Berechnete Größen
- Resultierende Schnittgrößen
- Lastanteile je Teilnaht
- Schwerpunkt von Bauteil und Nahtgruppe
- Gesamtfläche der Schweißnähte
- Flächenmomente erster und zweiter Ordnung
- Torsionsflächenmoment
- Widerstandsmomente
- Maßgebende Nahtstellen
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Werkstoffe & Nachweisparameter
Werkstoffkennwerte, Nahtqualität und betriebliche Einflussgrößen werden für den Festigkeitsnachweis berücksichtigt.
- Werkstoffe aus der MDESIGN-Datenbank
- Streckgrenze und Zugfestigkeit
- Schweißgeeignete Stähle und Aluminiumwerkstoffe
- FAT-Klassen und Kerbfälle
- Nahtgüte und Bewertungsgruppen
- Temperaturabhängige Reduktionsfaktoren
- Dickenkorrekturfaktoren
- Sicherheits- und Teilsicherheitsbeiwerte
- Lastannahmen und Schadensfolgen
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Spannungs- & Festigkeitsnachweise
Die Spannungen werden aus den einzelnen Lastkomponenten überlagert und an den maßgebenden Stellen der Schweißnaht bewertet.
Berechnungsgrundlagen
- Normalspannungen aus Axialkraft
- Normalspannungen aus Biegung
- Schubspannungen aus Querkräften
- Schubspannungen aus Torsion
- Mittel-, Ausschlag- und obere Spannungen
- Statischer oder dynamischer Nachweis
Nachweisergebnisse
- Resultierende Normalspannung
- Resultierende Schubspannung
- Maximale Spannung an der höchstbeanspruchten Stelle
- Statischer Auslastungsgrad
- Dynamischer Auslastungsgrad
- Gesamtsicherheitsfaktoren
- Bewertung gegen zulässige Spannungen
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Ergebnisse & Auswertungen
Die wesentlichen Berechnungsergebnisse werden tabellarisch und grafisch für die technische Bewertung aufbereitet.
- Schnittgrößen und Lastanteile
- Querschnitts- und Nahtkennwerte
- Spannungen an den maßgebenden Nahtstellen
- Zulässige Spannungen
- Statische und dynamische Auslastungsgrade
- Sicherheitsfaktoren
- Hinweise bei Grenzwertüberschreitungen
- Grafische Darstellung von Profil und Schweißnähten
- Weitere modulspezifische Ergebnisgrafiken
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