Lujuuslaskenta on luonteeltaan analyyttistä ja matemaattista osaamista vaativa laji. Sille on muutaman vuosisadan aikaisen historiansa aikana kehittynyt voimakas matemaattinen painotus, jossa differentiaali ja integraalilaskennalla on suuri merkitys. Nykyiset ATK menetelmät ovat kuitenkin viimeisten parin vuosikymmenen aikana alkaneet siirtää lujuus-laskentaa myös vähemmän matemaattista osaamista omaavien henkilöiden ulottuville. Samalla käyttöalue on laajentunut niin, että lujuuslaskentaa voidaan nykyään pitää oleellisena osana lähes jokaisen konkreettisen tuotteen kehitysprosessia.

--------------------------------------------------------------------------------

Historiaa

Jo vanhalla ajalla ihmiset ovat rakentaneet monenlaisia rakennelmia kuten pyramideja ja temppeleitä ilman että heillä on ollut käytettävissään teoreettista lujuuslaskennan osaamista. Rakentaminen perustui kokemukselliseen tietoon, joka periytyi sukupolvelta toiselle.

Ensimmäinen henkilö, jonka tiedetään kiinnittäneen huomiota lujuuslaskentaan teoreettisessa mielessä, on italialainen Leonardo da Vinci (1564-1642). Hän kuvaili muistikirjoissaan palkin ja ristikon kantokykyyn vaikuttavia seikkoja. Varsinaisia analyyttisia menetelmiä hänkään ei kuitenkaan esittänyt.

Toinen italialainen, Galileo Galilei (1564-1642) kehitti ensimmäisen systemaattisen lujuuslaskennan teorian ollessaan katolisen kirkon määräämässä kotiarestissa Firenzen lähistöllä. Kirjassaan Galilei tutki mm. sauvan aksiaalista vetoa sekä palkin taivutusta.

 

Lujuuslaskennan merkitys

Lujuuslaskennan perusongelmana on tasapainoilu kahden vastakkaisen tekijän välissä. Rakenteen on oltava riittävän luja ollakseen varmakäyttöinen, muttei liian luja, jotta siitä ei tule liian suuri, jolloin se on myös painava ja kallis.

Suunnittelijan on kyettävä kuvittelemaan kaikki tilat, joissa tuote voi menettää toimintakykynsä ja sen jälkeen valita tuotteelle sellaiset dimensiot ja materiaalit, että toimintakyvyn menetys voidaan estää.

 

Lujuuslaskennan kehittyminen viimeisinä vuosina

Lujuuslaskenta on muuttunut voimakkaasti tietokoneiden kehittyessä viimeisten vuosikymmenten aikana. Nykyisin kyetään tietokoneen avulla laskemaan huomattavasti monimutkaisempia rakenteita kuin käsin on koskaan pystytty laskemaan.

Tämä ei kuitenkaan merkitse sitä, että käsinlaskennan merkitys tulisi vähenemään jatkossa. Vaikka rakenteet analysoidaan tietokoneilla, on aina viisainta pyrkiä saamaan tulos myös jollain muulla menetelmällä. Jos kaksi erilaista menetelmää antaa saman tuloksen, jota vielä tukee suunnittelijan kokemusperäinen tieto, voidaan olla kohtuullisen varmoja siitä, että laskenta on luotettava.