Kuormitusten

Kuormitus tarkoittaa tilaa, jossa jokin rakenne, laite tai elin altistuu ulkoisille tai sisäisille voimille, lämpötilan muutoksille tai muille vaikutuksille. Kuormitusten kokonaisuus kuvaa kaikkia niitä voimia ja vaikutuksia, joita kohde kohtaa suunnittelun ja käytön aikana. Termiä käytetään laajasti eri aloilla, kuten mekaniikassa, rakennusalalla, elektroniikassa ja biologiassa.

Tyypillisesti kuormitukset jaotellaan staattisiin ja dynaamisiin sekä näiden lisäksi termisiin ja ympäristötekijöihin. Staattinen kuormitus viittaa vakaana pysyviin voimiin, kun taas dynaaminen kuormitus vaihtuu ajassa, esimerkiksi iskua, värähdystä tai ilmavirtauksen aiheuttamaa tilannetta. Lämmöstä aiheutuva kuormitus eli lämpökuormitus syntyy lämpötilan muutoksista ja niiden tuomista laajenemista tai supistumisista. Ympäristötekijöihin sisältyvät esimerkiksi tuuli, lumikuorma, tärinät ja muut ulkoiset altistukset.

Analyysi ja suunnittelu kuormitusten perusteella keskittyy siihen, miten kohde reagoi erilaisten kuormitusolosuhteiden alla. Tämä sisältää kuormitusolosuhteiden määrittelyn, kuormitusyhdistelmien laatimisen ja turvallisuusvaatimusten huomioon ottamisen. Yleensä käytetään malleja ja laskentamenetelmiä sekä standardeja ja ohjeita, jotka määrittelevät hyväksyttävät kuormitusvaihtelut sekä varmistusmenetelmät kuten turvallisuus- ja jaksorisummat.

Sovelluksia on monia: rakennusten ja siltojen rakenteellinen suunnittelu huomioi tuuli-, lumi- ja massakuormitukset; koneet ja laitteet mitoitetaan sietämään käyttö- ja isku- sekä lämpökuormitukset; elektroniikka ja materiaalit huomioivat lämpötilan ja ympäristön vaikutukset. Kuormitusten hallinta on keskeinen osa turvallista ja luotettavaa suunnittelua sekä toiminnan optimointia.