Hoe maak je een solide sterkteberekening …

Wil jij graag beginnen met het maken van een sterkteberekening? Wil je weten welke stappen daarvoor essentieel zijn? Bekijk dan onderstaand stappenplan voor het maken van een statica- en sterkteberekening. Ga direct naar het stappenplan >>

We gaan je laten zien hoe je door het volgen van het stappenplan…

• een goede leidraad hebt voor het uitvoeren van een correcte sterkteberekening
• je een duidelijk overzicht hebt over de gemaakte aannames en rekenstappen
• je de kans op een foutloze berekening aanzienlijk vergroot
• een collega of accrediteur je berekening makkelijker kan volgen
• jij zelf ook beter weet waar je mee bezig bent (altijd handig)

Ga direct naar het stappenplan >>

Wat is een ‘Statica en sterkteberekening’

Het is een bepaald type berekening waarmee je erachter kunt komen of een constructie voldoende stijf en sterk is. Op elk voorwerp op aarde werken namelijk continu een of meerdere krachten en momenten. Bijvoorbeeld: hier op aarde werkt in elk geval minimaal de zwaartekracht op elk lichaam dat een massa heeft. Een voorwerp kan alléén in rust zijn, als alle krachten en momenten die op het voorwerp werken met elkaar in evenwicht zijn. We noemen dat een ‘statische situatie’. De statica bestudeert dergelijke situaties. Zodra alle krachten, momenten en eigengewichten van de onderdelen bekend zijn, kunnen we door zorgvuldig te rekenen aan statische situaties de inwendige krachten en momenten bepalen. Inwendige krachten en momenten werken binnenin de constructie. Rekenresultaten geven dus inzicht in wat er binnenin de constructie zich afspeelt. Zodra we inwendige krachten en momenten kennen, kunnen we spanningen in het materiaal afleiden. Dit kunnen diverse spanningen zijn, zoals trekspanningen als gevolg van trekkrachten, buigspanningen als gevolg van buiging, of schuifspanningen als gevolg van dwarskrachten en/of wringmomenten. Bedenk dat er in het materiaal een zeer complexe spanningstoestand kan optreden bij combinaties van spanningen. Diverse wetenschappers zoals Von Mises, Tresca, Huber & Hencky hebben benaderingen opgesteld voor dergelijke spanningscombinaties. Is je interesse gewekt en wil jij je verder verdiepen in de sterkteleer, volg dan de 4-daagse cursus Statica en sterkteleer bij Inventas Trainingen voor Technici.
Het doel van de training is een betrouwbare sterkteberekening te leren maken voor een constructie. Dit type berekening is een onderdeel van de totale constructieberekening. Een van de eisen is dat de constructie alle belastingen aankan. Bijvoorbeeld wanneer een constructie wordt belast op afschuiving of buiging. Tijdens een training Statica en sterkteleer leer je met behulp van een stappenplan handmatig berekeningen uit te voeren om de optredende spanningen in kritieke zones van je constructie te bepalen. Zodoende weet jij of je constructie sterk en stabiel genoeg is. Je ontdekt wat de toelaatbare spanning is en beoordeelt of de constructie voldoende sterk is. Je leert hoe je een constructie en praktijksituatie analyseert, de benodigde vergelijkingen opstelt en oplost. Daarnaast krijg je tal van praktische vaardigheden aangeleerd aan de hand van praktijkvoorbeelden.

Krachten, momenten, evenwicht en spanningen

Elke constructie is onderhevig aan krachten en momenten. Zo is er bijvoorbeeld op aarde de zwaartekracht. Maar daarnaast kunnen uitwendige krachten en momenten optreden. Dit alles noemen we de totale belasting van de constructie. Zolang er rust is en er geen versnelling of hoekversnelling optreedt is er evenwicht, een van de wetten van Newton. Dit betekent dat alle krachten en momenten die erop werken met elkaar in evenwicht zijn. Dit is het grondbeginsel van de Statica. Hierbij kijken we dus niet naar dynamisch gedrag.

Spanningen

Ook al is er evenwicht, de belasting kan leiden tot inwendige krachten in je constructie die spanningen veroorzaken. Bijvoorbeeld door een wringmoment en/of een buigend moment in je constructie. Dit leidt uiteindelijk op elke plek van de constructie tot spanningen. Of het materiaal waarvan de constructie gemaakt is elke vorm van spanning kan weerstaan en of de constructie stabiel genoeg is hangt van veel factoren af. Over het algemeen is een vormverandering acceptabel zolang de vervorming binnen de elastische zone optreedt. Over al die factoren leer je tijdens de training. 4-daagse opleiding Statica en sterkteleer

Sterkteberekening

Je leert in een training Statica en sterkteleerhoe je alle optredende spanningen berekent. Je leert over alle factoren die samen bepalen of de constructie sterk genoeg is. Voorbeelden van dergelijke factoren zijn onder andere de aard en grootte van de belasting, de geometrie van de constructie en de toegepaste materialen. Een spanning in een materiaal kan verschillende vormen aannemen, als gevolg van trek, druk, afschuiving, buiging en torsie. Het is belangrijk om elke vorm van spanning nauwkeurig te berekenen en te analyseren. Om te bepalen of een spanning niet leidt tot blijvende vervormingen, scheurvorming of breuk dienen we ook de materiaaleigenschappen goed te bestuderen. Ook dit is een essentieel onderdeel van je sterkteberekening. De toelaatbare spanning is namelijk ook van een aantal factoren afhankelijk, zoals de aard van de belasting, statisch of dynamisch, de rekgrens, de taaiheid van het materiaal en de mogelijkheid tot spanningsvereffening in kritieke zones.

Voldoende sterkte en stabiliteit

Een goed inzicht in elke optredende spanning en toelaatbare spanning kan bijdragen aan het verbeteren van de stabiliteit, verlenging van de levensduur van de constructie en het verminderen van onderhoudskosten.

Voor wie is een training Statica en sterkteleer bedoeld?

De training is bedoeld voor professionals die hun kennis en vaardigheden in het uitvoeren van sterkteberekeningen willen verbeteren en inefficiënties in het ontwerpproces willen voorkomen. De training is daarmee geschikt voor onder andere:
• Constructeurs in de mechanica en in de bouw
• Oud-studenten HBO- en WO instellingen
• Productontwikkelaars
• Machinebouwers
• Architecten in de bouw, mechanica en mechatronica
De training wordt gegeven op hbo werk- en denkniveau en vereist enige rekenvaardigheid.

inhoud van de training

Dag 1:
• Analyseren van een constructie en praktijksituatie
• Bepaling van de nominale belasting situatie
• Eenheden controle en hoekmeetkunde
• Randvoorwaarden en statische opleggingen
• Een schematisering opstellen
• Een efficiënt VLS opstellen en belastingfactoren bepalen
• Evenwichtsvergelijkingen opstellen en oplossen
Dag 2:
• Stelling van Grübler, berekenen van vrijheidsgraden en statisch bepaald/onbepaald
• Normaalkracht in een dwarsdoorsnede, dwarskracht, wringmoment, buigmoment
• Knooppuntmethode en snedemethode voor vakwerken en staalconstructies
• Grafisch krachten en momentenlijnen uitzetten
• Statisch bepaald/onbepaald construeren
Dag 3:
• Berekenen van combinaties van trek/druk/buig/schuif/wringspanningen
• Een benadering bepalen van de exact optredende spanning in het materiaal
• Bepaling van de toelaatbare spanning, afhankelijk van o.a. rekgrens en spanningsvereffening in kritieke zones
• Bepaling of de constructie aan de eisen voldoet qua sterkte en stabiel genoeg is
• Bepalen of er aanvullende acties nodig zijn
• Helder en duidelijk uitwerken van de sterkteberekening en de rapportage
Dag 4:
• Berekenen van stijfheden
• Elastische vervorming
• Vergeet-me-nietjes toepassen
• Bepaling of de constructie aan de eisen voldoet qua stijfheid
• Bepalen of er aanvullende acties nodig zijn
Belangrijk onderdeel van de training is het 10-stappenplan voor zowel handmatige als softwarematige berekeningen. Daarnaast wordt er aandacht besteed aan een grondige analyse van de constructie en het vaststellen van nominale belasting situaties.
Het is een echte doe-training, waarbij je minimaal 80% van de tijd actief bezig bent. Kortom, de training is zeer divers en biedt een stevige basis voor het maken van nauwkeurige berekeningen en analyses, zodat je constructies kunt ontwerpen en controleren volgens de juiste methoden en normen

Resultaat van een training

Na afloop van een training Statica en sterkteleer kun jij zelf een solide sterkteberekening van een constructie maken. En begrijp je beter hoe je krachten en momenten moet analyseren, spanningen kunt berekenen en structuren kunt ontwerpen voor veiligheid en efficiëntie. Hierdoor leer je hoe je kritieke zones in een constructie kunt herkennen en versterken en kun je structurele problemen vroegtijdig opsporen en oplossen.

Aangeleerde vaardigheden

Na deze training beheers je verschillende praktische vaardigheden en heb je waardevolle kennis opgedaan. Zo begrijp je precies hoe je een handmatige berekening aan een statisch belaste constructie opzet en hebt meer inzicht hierin gekregen. Tot slot ben je bekend met de principes van statisch bepaald en -onbepaald construeren en kun je zelfstandig bepalen of je beter handmatig- of beter met Finite Element software kunt rekenen. Met deze kennis en vaardigheden kun je met een vertrouwd gevoel je sterkteberekening overhandigen aan je collega’s en aan de opdrachtgever.

Finite Element Analysis

Een constructieberekening kan ook met analysesoftware, zoals de Finite Element Analysis (FEA) methode worden uitgevoerd. Deze methode wordt gebruikt om complexe mechanische problemen op te lossen door een 3D model van object of systeem op te delen in een aantal kleinere, eenvoudigere elementen. Na het simuleren van de realistische belastingen lost de analysesoftware een complex stelsel van vergelijkingen voor je op. Vaak wordt deze software ingezet voor complexe dubbel-gekromde geometrie waarvoor een handberekening niet voldoende nauwkeurig is. De uitkomst van een Finite Element Method berekening kan een overzicht zijn van bijvoorbeeld optredende spanningen, verplaatsingen, stijfheden en eigenfrequenties. Meer over deze training vind je op de pagina Finite Element Method

Dit is waarom engineers kiezen voor Inventas

Het beantwoorden van de leervraag wordt op een effectieve didactische manier aangepakt. De nadruk ligt op de praktijk in plaats van enkel theorie. Deelnemers ontwikkelen daardoor direct toepasbare vaardigheden en zijn ze beter voorbereid op reële praktijkopdrachten.
Daarnaast stemmen we al onze trainingen af op de specifieke leervragen van de deelnemers. Dit doen we middels een schriftelijke intake. Gedurende de eerste drie maanden na de training bieden we gratis aftersales begeleiding aan, voor vragen over de training.
Bij Inventas kun je rekenen op een persoonlijke benadering. Wil je meer weten of je inschrijven voor onze trainingen? Neem dan contact met ons op door het sturen van een bericht naar klantenservice@inventas.nl of telefonisch via 040-303 46 94

Wil jij je verder bekwamen in het maken van sterkteberekening? Volg dan een
4-daagse opleiding Statica en sterkteleer of

Ben je een gevorderde rekenaar en wil je jezelf nog weer verder bekwamen in het maken van een sterkteberekening? Volg dan een
2-daagse cursus Sterkteleer-advanced.

Voorwaarde voor het gebruik van onderstaand stappenplan

Voorwaarde voor het volgen van het stappenplan in je sterkteberekening is dat je constructie in rust is of met eenparige snelheid beweegt of roteert. Dit betekent dat er geen resulterende externe krachten en/of momenten op de constructie werken die leiden tot een versnelling of hoekversnelling van je constructie of een deel van je constructie. Mocht het wel zo zijn dat er versnellingen op kunnen treden, dan ben je genoodzaakt een dynamische sterkteberekening uit te voeren.

Sterkteleer voor gevorderden

Veel constructies worden berekend op sterkte door middel van een sterkteberekening met de hand of met hulp van rekensoftware applicaties. Zodoende weten we of een constructie in staat is om alle krachten en momenten die erop werken te weerstaan zonder dat de constructie bezwijkt. Dit doen we met hulp van de rekenregels uit de sterkteleer. De sterkteleer omvat meer dan alleen de berekeningen aan statische situaties. Het kan nodig zijn om dynamische berekeningen te maken alvorens te kunnen bepalen of een constructie de externe belasting(en) aankan. Dit is bijvoorbeeld het geval bij schommelbelasting, wisselbelasting, piekbelasting en/of trillingen zoals in aardbevingsgebieden. Wil jij je verder verdiepen in de sterkteleer, volg dan de 2-daagse cursus Sterkteleer Advanced.

Veiligheidsfactor

Omdat je in je sterkteberekening een bepaalde mate van onzekerheid wilt uitsluiten, wordt er een veiligheidsfactor toegepast in de sterkteberekening. Vaak wordt een optredende spanning vermenigvuldigd met deze veiligheidsfactor alvorens de uitkomst te vergelijken met de toelaatbare spanning voor het materiaal. Steeds vaker zien we in de internationale wetgeving en normen dat de mogelijk-optredende externe belasting en eigengewichten worden vermenigvuldigd met een veiligheidsfactor. Deze staat dan in de norm vermeld en is veelal afhankelijk van de context, het gebruik, de toepassing en de aard van de belasting. Dus ook deze veiligheidsfactor zien we terug in de sterkteleer.
DOWNLOAD GRATIS LEAFLET