Beanspruchung und Dimensionierung von Blechbauteilen

Blechkonstruktionen wie Konsolen, Gehäuse, Behälter oder Verkleidungen werden auf Zug, Druck, Biegung und Abscheren beansprucht. Dünne Bleche haben eine Schwäche: Unter Druck oder Schub weichen sie in der Fläche aus, sie beulen. Deshalb kommt es nicht nur auf die Festigkeit an, sondern auch auf die Steifigkeit. Sicken, abgekantete Ränder, Borde und aufgeschweißte Steifen bringen Werkstoff aus der neutralen Faser heraus und machen die Fläche steif, ohne dass das Blech dicker werden muss.

Für die Dimensionierung wird aus der Streckgrenze $R_e$ (bei Aluminium und nichtrostendem Stahl die Dehngrenze $R_{p0,2}$) und der Sicherheitszahl die zulässige Spannung bestimmt. Mit der Kraft folgt daraus der erforderliche Querschnitt und bei bekannter Breite die Blechdicke. Maßgebend ist immer der schwächste Querschnitt, etwa durch eine Bohrung. Gewählt wird die nächstgrößere lieferbare Dicke. Bei Biegung geht die Dicke im Quadrat in das Widerstandsmoment und in der dritten Potenz in die Steifigkeit ein.

Der Werkstoff richtet sich nach Last, Umgebung und Fertigung: allgemeiner Baustahl S235 oder S355 für tragende Teile, Kaltumformstahl DC01 für lackierte Verkleidungen, bandverzinktes Blech für Kantteile im Freien, nichtrostender Stahl 1.4301 für Lebensmittel und Feuchträume, AlMg3 für leichte, seewasserbeständige Teile. Bei schwingender Last zählt die Gestaltung: Radien statt scharfer Ecken, Abstand der Ausschnitte von Biegekanten, kein Kerb in hochbelasteten Zonen.