jõuanalüüsid

Jõuanalüüsid on mehhaaniliste süsteemide jõudude ja nende mõjude kindlakstegemise meetodid. Need on inseneriteaduses keskse tähtsusega ning neid kasutatakse konstruktsioonide ja mehhanismide planeerimisel, kontrollimisel ja ohutuse tagamisel. Jõuanalüüsid jagunevad statikaks ja dünaamikaks ning neid rakendatakse nii lihtsate kui ka keerukate süsteemide puhul.

Statilises analüüsis eeldatakse, et süsteem on liikuv või liikuvus on väga väike; jõudude summa kõigis koordinaatides ning pöördemomentide summa mingil punkti ümber peab olema null. Tüüpilised meetodid hõlmavad vaba keha diagrammide kasutamist ja erinevaid lahenduste tehnikaid, näiteks ühenduspunktide meetod ja lõigumeetod, et leida nimetatud jõud.

Dünaamilises analüüsis võetakse arvesse massi ja kiirendusi; kasutatakse Newtoni teist seadust ning mõnikord D'Alemberti põhimõtet, et lisada inertiaaljõudude mõju. Lahendused võivad nõuda diferentsiaalvõrrandite või numbriliste meetodite rakendamist ning sageli kasutab see keerukamaid arvutusvahendeid.

Rakendused hõlmavad tsiviilehitust ja masinaehitust, lennundust, autotehastust, robotikat ja biomehaanikat. Jõuanalüüsid aitavad hinnata nõlvi, ühenduste ja tugistruktuuride koormuste jaotus ning mõjutavad konstruktsiooni tugevust, töökindlust ja ohutust.

Töövoog on järgmine: määrata süsteemi piirid, märgistada koormused ja reaktsioonid, valida koordinaatsüsteem, rakendada tasakaalutingimusi ning kontrollida, et lahendused vastavad füüsikalistele piiridele. Piirangutena on mudeldamise lihtsustused, materjalide omaduste ebapraktilisus ning vajadus valida sobiv statiline või dünaamiline analüüs, mis võib tulemusi mõjutada.