Handmatige sterkteberekeningen worden niet meer zo vaak uitgevoerd. En dat terwijl handmatige sterkteberekeningen soms best effectief kunnen zijn en soms sneller en goedkoper dan een sterkteberekening met behulp van de Eindige elementen methode. In het Engels, finite element method FEM of finite element analysis FEA. Met beide termen wordt overigens hetzelfde bedoeld. Hoe komt het nu dat handmatige sterkteberekeningen niet vaak meer worden uitgevoerd? Het antwoord daarop zal ik verderop in dit artikel proberen te geven.
Handmatige sterkteberekeningen tot de jaren 70
Handmatige sterkteberekeningen werden tot de jaren 70 van de vorige eeuw nog volop toegepast. Maar zelfs in de jaren 90 was sterkteberekening met behulp van de eindige elementen methode nog lang niet voor iedere constructeur beschikbaar. Domweg omdat het gewoon nog niet betaalbaar was. Bovendien is het een compleet andere manier van aanpak. Ook voor mij als constructeur van een klein bureau als LARA Engineering, was FEM of FEA financieel gewoon niet haalbaar. Zeker tot het jaar 2000, heb ik de sterkteberekening vraagstukken opgelost met handmatige sterkteberekeningen. En ik moet zeggen, het had ook wel wat. Met al die grafieken en formules. Maar laten we dat maar onder de noemer schuiven van senior constructeurs-nostalgie, als u begrijpt wat ik bedoel.
Mooie kleurtjes doen het hem wel natuurlijk
Vandaag de dag heeft FEM / FEA de handmatige sterkteberekeningen wel redelijk opzij geschoven. Want laten we eerlijk zijn, al die mooie kleurtjes – die dus diverse spanningen en vervormingen in één oogopslag weergeven – zijn natuurlijk wel veel sexyer dan die stoffige abracadabra formules. Maar goed, nogmaals, het is maar waar je van houdt. Sowieso is het met al die kleurtjes voor de “niet rekenaars” veel makkelijker te zien waar de knelpunten zitten in een constructie. En dat is voor velen van hen dan ook voldoende. Terecht dat zij dan liever een FEM / FEA analyserapport onder ogen krijgen dan 4 pagina’s vol onbegrijpelijke formules.
Soms hebben handmatige sterktenberekeningen toch de voorkeur
Soms genieten handmatige sterkteberekeningen toch de voorkeur. Zeker waar het gaat om eenvoudige constructies. Bijvoorbeeld een simpele aandrijf as, een eenvoudige H-balk als overspanning. Ik noem maar even wat. Die zijn met behulp van handmatige sterkteberekeningen soms sneller en beter door te rekenen dan met FEA / FEM. Want met FEM / FEA heb je soms meer werk aan het opzetten van de schematisering en de randvoorwaarden dan aan de analyse zelf. Bovendien is de software nog steeds gepeperd en dat vertaalt zich door in het rekentarief.
Hou het simpel als het kan
Als constructeur – met zowel vele jaren ervaring in handmatige sterkteberekeningen als FEA / FEM sterkteberekeningen – zeg ik, hou het simpel als het kan en reken dat nou gewoon even handmatig uit. Oke, geen mooie kleurtjes en wel formules, maar dat mag de pret niet drukken. Soms is FEA / FEM gewoon een overkill. Daarnaast is het als constructeur wel goed om zo nu en dan ook gewoon weer eens handmatige sterkteberekeningen te maken. Dan vergeet je niet waar het in beginsel om gaat en waar FEA / FEM op gebaseerd is. Want FEM / FEA doet niet veel anders dan rekenen op basis van aloude formules en matrixen, maar dan tig keer sneller dan dat je met handmatige sterkteberekeningen doet. Maar die snelheid van FEM / FEA komt pas tot z’n recht bij complexe constructies met meerdere onderdelen. Bij een simpel balkje of asje . . . . gewoon even een handmatige sterkteberekening maken.
