Lujuuslaskentaa laskijan näkökulmasta

Nykyaikaisten tietokoneiden ja laskentaohjelmistojen tullessa laajempaan käyttöön on usein törmännyt aivan perusteltuun oletukseen, että näiden aiheuttamat kustannukset saataisiin takaisin luotettavamman rakenteen lisäksi myös materiaalisäästöinä ja paremmin toimivina tuotteina. Kuitenkin silloin tällöin näkee tilanteita, joissa uusilla työkaluilla tehtävän laskennan mukaan jo vuosia hyvin toiminut laite olisikin alimitoitettu, ja keventämisen sijaan rakennetta pitäisikin vahvistaa. Kyse on usein tilanteesta, jossa perinteistä käsinlaskennassa hyvin toimivaa sallittujen jännitysten mitoitusta sovelletaan ja tulkitaan väärin numeerisilla menetelmillä saataviin tuloksiin. Vaihtamalla mitoitustapa nykyaikaiseen rajatilamitoitukseen voisi monissa tilanteissa olla mahdollista saavuttaa järkevä ja turvallinen rakenteen mitoitus kohtuullisella vaivalla ilman merkittävää tulkinnanvaraa, ja samalla voitaisiin saada aikaan todellisia säästöjäkin. Sallittujen jännitysten mitoituksen ongelmia...

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...