doch, man kann alles berechnen. Berechnen ist nicht das Problem. Das Problem besteht darin, sicher zu sein, dass man richtig gerechnet hat.
So wird es bei "den Großen" gemacht:
Man macht ein CAD-Modell (wie der 1,4er Turbo sagt), lädt das in das FEM Programm, gibt ein paar Krafteinleitungsstellen und Materialdaten hinzu und weiß, an welcher Ecke die größten Spannungen auftreten. Abhängig von den vorher zugegebenen Materialdaten sagt dir das FEM-Programm, ob es hält oder nicht.
Dann kann man sich entscheiden: entweder größer Dimensionieren oder anderes Material oder beides.
Nach alldem läßt man die FEM-Simulation nochmal laufen und wenn alles grün ist, hält der Rahmen theoretisch.
Man hat nun sozusagen eine Vorauswahl getroffen. Denn man könnte ja verschiedene Entwürfe betrachten.
Um sicher zu sein, dass der vorausgewählte Rahmen hält, geht man über zum praktischen Teil:
Man baut einen Rahmen in ein Auto und fährt auf der Nordschleife (so wie Highlindner sagt) oder besser: man fährt auf einem Prüfgelände inkl. Highspeed- und Schlechtwegstrecken etc. (weil die Nordschleife eigentlich nur gut zur Fahrwerksabstimmung ist) und nimmt die Daten auf
1. zur Verfeinerung des FEM-Modells
2. um den 4-Poster Prüfstand damit zu füttern, der die 200 Stunden Schütteltest entweder nur mit der Achse oder mit dem ganzen Auto durchzieht. Danach weiß man ob die Achse bzw. das Auto 100.000km Normalbetrieb inkl. Missbrauch aushält.
Wenn im verfeinerten FEM-Modell (Fall 1) auf Grundlage der "erfahrenen" Daten herauskommt, dass es nicht hält, dreht man diese Schleife nochmals:
- konstruieren = ändern
- Teile herstellen
- Daten sammeln (Nordschleife oder Prüfgelände), wenn nötig. Nötig = es ändern sich Kräfte (Betrag oder Richtung) oder Krafteinleitungsstellen
- neu berechnen
Das hat dann natürlich Auswirkungen auf Fall 2, weil es keinen Sinn macht, mit einem nicht-haltenden Rahmen den Prüfstand sinnlos laufen zu lassen.
Den Prüfstand braucht man aber, weil man evtl was als "grün" gerechnet hat, was doch nicht hält. Das ist übrigens eigene leidvolle Erfahrung...

Bereits nach der FEM Simulation weiß man mit einer ziemlich hohen Sicherheit ob es hält. Wie hoch diese Sicherheit ist, kommt auf die Qualität der Ausgangsdaten an.
Aber erst nach den 200 Stunden "great Pavé Tour" auf dem Prüfstand weiß man wirklich 100%ig, ob der Rahmen hält.
Man sieht also, dass das alles ein riesiger Aufwand ist. Überdimensionieren ist gut und schön. Man weiß aber trotzdem nicht 100%ig, ob man an der richtigen Stelle überdimensioniert hat.
Nach einer Berechnung weiß man es aber. Das ist der Vorteil der Berechnung. Es gilt dabei immer: der Computer kann nicht zaubern und rechnet nur so gut oder schlecht, wie die Ausgangsdaten sind.
Fazit: Lastdaten aus dem fahrenden Fahrzeug werden unbedingt benötigt. Nichtsdestotrotz kann man alles berechnen. Man muss auch nicht ein ganzes Autoleben fahren, um zu wissen, ob der Rahmen hält. Das macht der Kollege 4-Poster im zeitraffer. Aber auch nur so gut, wie er gefüttert wird (Daten!)
Was braucht man also?
- ein bißchen CAD
- mindestens 2 identische Rahmen in Hardware, wenn was kaputt geht entsprechend mehr
- 200h Prüfstandszeit
- ein bißchen Rechenzeit
- pro Datensammlungsaktion 1 Tag Fahr- und Montagezeit
- evtl. 1 ganzes Auto zum kaputtschütteln
macht... keine Ahnung... 25.000 Öhre? 