Lujuuslaskentaa laskijan näkökulmasta

Kotelorakenteiden tai laivan kansien ja laipioiden levykenttien tarkastelussa on usein tarve tarkastella tukirakenteiden tai kehyskaarien ja pitkittäisgirderien välisten jäykistettyjen levykenttien sekä jäykisteiden välisten kansi- ja laipiolevyjen värähtelyjä ja lommahteluja. Käsikirjoissa ja luokituslaitosten ohjeissa annetaan ominaismuotojen ja lommahdusten laskentaan tietyissä kuormitustilanteissa soveltuvat käsinlaskentakaavat jäykistämättömille levykentille, mutta yleisemmässä kuormitustilanteessa tai jäykistetyn levykentän lommahduslaskennassa niiden käyttö ei aina ole mahdollista, poikkeuksiakin toki on, esimerkiksi DNV:n Nauticus Hull -ohjelmistoon sisältyvä PULS . Jäykistettyjen levykenttien suora mallinnus jollain yleisellä FEM -ohjelmistolla on toki täysin mahdollista, mutta alustavaan mitoitukseen nekin ovat helposti varsin kömpelöitä ja kalliita, ja ne vaativat melko tiheän laskentaverkon. Tässä esittelen alkusuunnitteluun soveltuvan, yksinkertaisen ja nopean laskim...

Lujuuslaskenta on aina syytä tarkistaa ennen tulosten luovuttamista. Joissakin tapauksissa tarkastusmenettely (ml. sisäinen ja riippumaton ulkoinen laskelmien tarkastus) on erikseen määrätty, kuten esimerkiksi ydinvoimaan liittyvissä laskelmissa. Yhä useammassa yrityksessä tarkastusmenettely on nykyään sisällytetty laskennan laatujärjestelmään. Laskelmien tarkastaminen on näissä tapauksissa yleensä laskijoiden omalla vastuulla laskelmien vastaanottajan olettaessa lähtökohtaisesti saamiensa laskelmien olevan luotettavia. Näin on toki vaikkei laskentaa suorittavassa yrityksessä edes olisi laskentaa koskevaa laatujärjestelmää. Tulosten tarkastaminen on näkymätön kuluerä, joka ei lisää laskentasuorituksen rahassa mitattavaa arvoa asiakkaan silmissä. Tämä lisää paineita tarkastusten minimoimiseksi. Mitä tarkastuksia tulisi siis vähintään suorittaa? Lähtötiedot Tuotekehityksessä laskennan lähtötiedoissa on usein epäselvyyksiä laskennan perustuessa osittain keskeneräisiin suunnitelmiin...

Laskennan antamat tulokset ovat korkeintaan yhtä hyviä kuin laskentaan syötetyt lähtötiedot ja laskentamalli. Valitettavasti lähes aina lähtötiedot ovat jossain määrin epävarmoja ja laskennan tuloksissa epävarmuus vastaavasti kertautuu. Käytännön laskennassa tämä epävarmuus on syytä huomioida kulloisessakin tilanteessa varmalla puolella olevilla oletuksilla. Tässä artikkelissa käsittelen hieman reunaehtoja ja kuinka niiden aiheuttamia epävarmuuksia voidaan hallita. Kaksitukinen palkkirakenne Ajatellaanpa vaikka laskentaa, jossa kahden olemassa olevan seinän väliin on tarkoitus kiinnittää tasan kuormitettu palkki. Jos palkin päät kiinnitetään seiniin momenttijäykästi, täytyisi tuntea seinien kiertymäjäykkyys kiinnityskohdilla jotta saataisiin todellisuutta vastaava laskenta. Käytännössä näin ei välttämättä tehdä (tai edes voida tehdä), vaan tarkastellaan tilannetta esimerkiksi pahimpien tapausten suhteen; Palkin taivutusmomentin ja taipuman sekä seinän kiinnityskohdan kallistumak...

Sallittujen jännitysten menetelmästä Lujuuslaskentaan staattisissa tarkasteluissa tarvitaan normaalisti vähintään riittävät tiedot rakenteen geometriasta, sen materiaaleista, kuormista ja reunaehdoista. Tuloksena näistä saadaan rakenteen vaste (muodonmuutokset, jännitykset, venymät jne) tarkastelutilanteessa. Tarvitaan kuitenkin myös kriteeri, johon rakenteen vastetta verrataan ja voidaan arvioida, onko ehdotettu rakenne hyväksyttävissä vai ei. Perinteinen hyväksymiskriteeri on ollut, ja on useissa tapauksissa edelleenkin nk. sallittujen jännitysten kriteeri. Tässä kriteerissä valitaan jokin sallittu jännitys, jota rakenteessa ei saa ylittää. Usein sallituksi jännitykseksi valitaan esimerkiksi materiaalin myötö- tai murtoraja jaettuna varmuuskertoimella. Näin saatua sallittua jännitystä verrataan rakenteessa esiintyviin, laskennallisesti tai mittaamalla saataviin jännityskomponentteihin tai johonkin jännityskomponentit yhdistävään vertailujännitykseen, kuten von Misesin jännitykse...

Johdanto blogiin Olen toiminut päätoimisena lujuuslaskijana koko työurani ajan vuodesta 1996 eteenpäin, sekä työläisenä insinööritoimistoissa että yksinyrittäjänä omassa yrityksessäni (Lujax tmi). Tänä aikana olen huomannut paljon käytännön asioita sekä laskijoiden että myös laskentoja teettävien asiakkaiden puolella, joiden tietäminen ja ymmärtäminen voisi säästää paljolta turhalta työltä, turhilta riskeiltä ja mahdollisesti kyseiseen tarkoitukseen vääriltä tuloksiltakin. Käytännön lujuuslaskennasta laskijoille tai suunnittelijoille ei juurikaan löydy materiaalia netistä - eikä muutenkaan. Viime aikoina olenkin miettinyt, olisiko lujuuslaskentaan liittyvän blogin perustamisessa jotain järkeä ja nyt päätin kokeilla olisiko aiheeseen paneutuvalla blogilla tarvetta. Mahdolliset blogin teemat Työurani laskijana aloitin ilman vanhempien kollegojen opastusta eli käytännössä jouduin opettelemaan käytännön ammattimaisen laskentatyön itsenäisesti. Koska tiedän että nykyäänkin monet l...