SDC Verifier – Normgerechte Nachweise von Strukturen

Der SDC Verifier (Structural Design Code) ist ein sehr leistungsfähiges Auswertungswerkzeug für normgerechte Nachweise und nahtlos in die Finite Elemente Software Femap eingebunden. Die Überprüfung von Strukturen die mittels FEM analysiert wurden erfolgt in Anlehnung an diverse Normen wie z.B. Eurocode 3, FEM 1.001 sowie DIN 15018 und ermöglicht eine schnelle und effiziente Dokumentationen der Berechnungsmodelle. In Kombination mit Femap macht SDC Verifier den Berechnungsvorgang transparenter und erleichtert die Nachweisführung großer Mengen von Lastfällen gemäß vordefinierter oder eigener Regelwerke, wobei die Modellbildung und Berechnungsabläufe in Berichten aufbereitet werden. Auswirkungen von Konstruktionsänderungen können direkt über die automatische Berichtsaktualisierung erkannt und bewertet werden.
 

Normbasierte Berechnungsprozesse

Anstelle der Betrachtung von Gesamtbelastungen ermittelt SDC Verifier die Einflüsse einzelner Lastfälle auf die Struktur. Die tatsächliche Beanspruchung der Struktur im realen Einsatz wird mittels Überlagerung der Einzellasten vorgenommen. Große Mengen von Einzellasten werden dabei in Lastfall-Gruppen organisiert, was einen umfassenden Gesamtnachweis anhand weniger Tabellen oder Abbildungen ermöglicht. SDC Verifier ermöglicht die Anwendung komplexer Lastfälle wie Auftriebskraft (inkl. Wellenparameter), Tank Ballast (hydrostatische Druckbelastung) und Wind (höhenabhängig auf Angriffsflächen). Darüber hinaus wird die automatische Definition multipler Lastfälle aus Excel-Tabellen unterstützt.

Erkennungswerkzeuge

Balkenverbindungen und -strukturen werden von SDC Verifier automatisch identifiziert und differenziert, um den Verbindungstyp und die Knicklängen zu ermitteln. Diese Informationen sind für verschiedene normgerechte Nachweise erforderlich. Zur Unterstützung der Nachweisführungen für Schweißnähte erkennt SDC Verifier die angeschlossenen Bereiche und ermöglicht Einstufungen zur Ermüdungsbeständigkeit sowie Spannungsauswertungen senkrecht zum Nahtverlauf. Zusätzlich steht für weiterführende Beulanalysen eine Option zur Erkennung und Kennzeichnung von zusammenhängenden Einzelfeldern in Schalenstrukturen zur Verfügung. SDC Verifier findet und markiert automatisch alle kritischen Modellbereiche in einer speziellen Ansicht sowie einer tabellarischen Zusammenfassung. Die Kriterien hierfür können typische Größen wie Spannung, Dehnung oder Verformung sein, jedoch ebenso alle verfügbaren Ergebnisse der Nachweisführung (Ermüdung, Beulen, …).

Nachweise nach gängigen Normen

Maßgaben wichtiger Normen sind in SDC Verifier bereits enthalten:

  • Verbindungen: ANSI/AISC 360-10, API 2A RP, ISO 19902, Norsok N004
  • Ermüdung: Eurocode 3, FEM 1.001, DIN 15018
  • Beulen: ABS 2004 & 2014, DNV CN30/1995 & RP-C201 2010

Struktur- und Verbindungsnachweise

Für den Nachweis großer Fachwerkstrukturen greift SDC Verifier auf die Regelwerke ANSI/AISC 360-10, API 2A RP, ISO 19902 und Norsok N004 zurück. Hierfür ist die Identifizierung von Verbindungen und Strukturen im FE-Modell erforderlich, die in SDC Verifier mit Hilfe automatischer Werkzeuge durchgeführt werden kann. Profilverbindungen werden mittels Verbindungsnachweis überprüft und Verstärkungsstreben abhängig von der Lastsituation klassifiziert.

Ermüdungsnachweise

Unter Bauteilermüdung wird ein fortschreitendes strukturelles Versagen von Werkstoffen unter zyklisch auftretender Belastung verstanden. Da die überwiegende Zahl der Bauteilschäden auf Ermüdungsversagen zurückzuführen ist, sind entsprechende Nachweise von großer Bedeutung. SDC Verifier enthält hierfür zwei Methoden, die beide auf dem Prinzip der Palmgren-Miner S-N Kurven basieren. Die Methode der zulässigen Ermüdungsfestigkeit beruht dabei auf einer standardisierten Gebrauchsklassifizierung während die Methode des Ermüdungsschadens verschiedene Lastmuster berücksichtigt und die Lebensdauer für einen Lastzyklus ermittelt. Hieraus kann SDC Verifier die Summe der Einzelschäden berechnen und die Gesamtlebensdauer bestimmen.

Beulnachweise

Die Sicherheit gegen Beulen ist ein wichtiger Aspekt von Stahlbaukonstruktionen. Dabei muss jedes einzelne Blech untersucht werden, da die Festigkeit und Stabilität der Gesamtkonstruktion hiervon abhängen kann. SDC Verifier führt Beulnachweise nach den Regelwerken ABS 2004 & 2014 sowie DNV CN30/1995 & RP-C201 2010 durch. Im Nachweisprozess werden beulrelevante Einzelfelder und deren Orientierung automatisch im FE-Modell gefunden und diese Informationen für die Auswertung gerichteter Spannungen verwendet. Die Ergebnisse des Nachweises können schnittweise visualisiert und im Bericht aufbereitet werden.

Berichterstellung

Die Erstellung einer umfassenden Dokumentation der Nachweisführung ist sehr aufwändig und kann den größten Teil eines Projektes ausmachen. Dabei wird dem Ingenieur mit jedem Projekt ein wiederkehrender und mühsamer Ablauf abverlangt. Mit SDC Verifier kann dieser Prozess weitgehend automatisiert und beschleunigt werden. In einem durchgängigen Bericht gewährleisten dann Überschriften und Lesezeichen eine schnelle Übersicht und Navigation. Im Abschnitt Modellbeschreibung finden sich detaillierte Angaben zu Werkstoffen, Elementeigenschaften, Randbedingungen und Lastfällen. Der Bereich Ergebnisse enthält Farbplots und Tabellen, die um Einzelheiten für jedes Objekt, auffällige Ergebnisse oder weiterführende Tabellen ergänzt werden können. Unter Verwendung des Bericht-Designers kann der komplette Aufbau des Dokuments gesteuert und als Vorschau überprüft bzw. angepasst werden. Verschiedene Werkzeuge lassen die effiziente Verwaltung auch großer Mengen von Abbildungen und Tabellen zu.

SDC Verifier Leistungsmerkmale:

  • intuitive Benutzerführung
  • volle Einbindung in Femap und Schnittstelle zu allen gängigen FE-Solvern
  • anspruchsvolle normbasierte Berechnungsprozesse
  • optimierte CPU-Performance
  • Nachweis ergänzter Lastkombinationen ohne neue FE-Analyse
  • Lastfall-Gruppen für schnelle Übersicht von Nachweisen und Überlagerungen
  • Werkzeuge zur Definition komplexer und multipler Lastfälle
  • automatische Erkennung von Verbindungen, Schweißnähten und Beulfeldern
  • Übertragung von Nachweisprozeduren auf andere Modelle
  • schneller Kurzbericht oder Bericht-Designer für umfassende Dokumentation
  • Standard-Berichte für Modellbeschreibung und Ergebnisse
  • Ausgabe der Berichte im MS Word Format
  • Aktualisierung der Nachweisprozedur auf Knopfdruck
  • automatischer Updates des Berichts
  • Parametrisierung von Nachweisen zur Abdeckung ganzer Produktreihen
  • Speichermöglichkeit für alle Abbildungs- und Tabelleneinstellungen
  • vielfältige Tabellenmöglichkeiten zur Darstellung der Ergebnisse
  • Interaktion mit Excel für Ergebnisexport
  • Darstellung von Momenten und Querkräften für nicht-Balkenmodelle
  • integrierte komplexe Nachweise z.B. für Ermüdung oder Knicken/Beulen
  • Bibliothek zur Ablage ganzer Gruppen von Nachweisen
  • Möglichkeit der Zuordnung spezieller Eigenschaften zu Elementen
  • benutzerdefinierte Nachweise per Formel-Editor

Weitere Informationen:

Produktbroschüre SDC Verifier