vastauskuormat

Vastauskuormat ovat kuormia, jotka syntyvät rakenteen tai järjestelmän vasteesta ulkoisiin kuormitus- tai kiihtyvyystekijöihin. Toisin sanoen ne ovat voimat ja vääntömomentit, joita järjestelmän oma dynamiikka muodostaa ulkoisen kuorman vaikutuksesta. Vastauskuormat eroavat suoraan ulkoisesti sovellettavista kuormista siinä, että ne riippuvat rakenteen massasta, jäykkyyksistä ja vaimennuksesta sekä siitä, miten järjestelmä liikkuu.

Ne voidaan laskea dynaamisessa analyysissä, kuten aikahistoria-analyysissä tai modaalianalyysissä, käyttämällä järjestelmän dynamiikkaa kuvaavaa yhtälöä M x'' + C x' + K x = F_ext. Ulkoiset kuormat F_ext voivat olla maapohjan liikkeet, tärinät tai muut kuormitusviitteet, ja vastauskuormat ilmenevät jäsenten sisäisinä voimina, tukivoimina ja vääntövoimina. Vastauskuormat voivat olla ajallisesti vaihtelevia ja riippua rakenteen tilasta sekä sen ominaisuuksista.

Käytännön sovelluksiin kuuluvat seismiset analyysit sekä rakennusten ja siltojen dynamiikan kuormitusten arviointi, koneiden ja laitteiden tärinän aiheuttamien vastevoimien suunnittelu sekä lentokoneiden ja ajoneuvojen dynaamisten komponenttien kuormitusennusteet.

Laskennassa käytetään usein superpositionia, modalisaatiota tai aikahistoria-analyysiä sekä siirtofunktioita, joilla voidaan muuntaa ulkoinen kuorma vastauskuormiksi. Tavoitteena on varmistaa, että rakenne kestää sekä ulkoiset että niiden aiheuttamat vastekuormat suunnittelun ja turvallisuuden takaamiseksi.