Balkar används överallt omkring oss i många mekaniska och konstruktionstekniska tillämpningar. De används vanligtvis för att skapa en grund eller inre stöd för en större struktur, till exempel en byggnad eller en bro. Balkanalys är en teknik som används för att adekvat designa balkar för att motstå krafter och påkänningar samtidigt som balkens vikt, utrymmesbehov och materialkostnad minimeras. Felaktigt utformade balkar kan misslyckas i förtid och få katastrofala effekter.
Strålanalys kräver en kombination av mekanik, designprinciper och materialegenskaper. Processen involverar vanligtvis faktorer inklusive de typer av krafter som kommer att appliceras, spännvidden mellan stöden, balkformen, materialet och utformningen av lederna för att tillåta en balk att mekaniskt kopplas till andra strukturella delar. Olika typer av balkkonstruktioner är baserade på lastnings- och monteringskonfigurationer. Till exempel stöds fribärande balkar endast i ena änden och kräver en annan design än enkla balkar, som stöds i båda ändar.
Balkar kan konstrueras med ett enda material, såsom kolstål. De kan också konstrueras som en sammansatt eller laminerad struktur bestående av varierande antal olika lager av material. Konstruktionen av en balk kommer att påverka dess böjning och avböjning under belastning. Avböjningen av en balk beror på dess längd, hur den stöds, dess tvärsnittsform, materialet och var avböjningskraften appliceras. Strålanalys kommer att bestämma mängden böjning och avböjning.
Tills nyligen var manuella metoder med kraftdiagram och en serie komplexa matematiska ekvationer nödvändiga för strålanalys. Idag slutförs denna procedur vanligtvis med hjälp av ingenjörsmjukvara som är utformad för att acceptera indata och bestämma en stråldesign för att uppfylla prestandakriterierna. Dessa program slutför en matematisk analys av strålens spänningar och avböjning, och skapar även diagram som visar spänningsfördelningar inom balken under olika belastningsförhållanden. Programvara för strålanalys använder en beräkningsmetod som kallas Finite Element Analysis (FEA).
En viktig faktor vid strålanalys är säkerhetsmarginalen eller säkerhetsfaktorn. De flesta balkar har en säkerhetsfaktor som tjänar till att överdimensionera balken vid belastning eller andra faktorer som inte kan förutses i balkens utformning. En överdriven säkerhetsfaktor kommer att driva en balkkonstruktion som är större än nödvändigt, vilket orsakar möjliga viktproblem och högre tillverkningskostnader. Programvara för strålanalys kan analysera olika strålformer och material, så att användaren kan bedöma alternativ och välja en slutlig stråldesign som optimerar förhållandet mellan kostnad och funktionalitet.