Vad är säkerhetsfaktor?

Säkerhetsfaktor är en siffra som används i strukturella tillämpningar som ger en designmarginal över den teoretiska designkapaciteten. Även känd som säkerhetsfaktorn, möjliggör den osäkerhet i designprocessen, såsom beräkningar, hållfasthet hos material, drift och kvalitet. Det är lika med komponentens styrka dividerat med belastningen på komponenten. Till exempel, om en maskin behöver stödja en belastning på 22 pund kraft (97.86 Newton), och säkerhetsfaktorn är vald till fyra, är styrkan på komponenten 88 pund kraft (391.44 Newton).

Antalet som väljs som säkerhetsfaktor beror på varans material och användning. Branschstandarder för design och ingenjörskonst anger vanligtvis den tillåtna spänningen, eller sluthållfastheten för ett givet material dividerat med säkerhetsfaktorn, snarare än att använda en godtycklig säkerhetsfaktor. Detta beror på att dessa faktorer kan vara vilseledande och har varit kända för att innebära större säkerhet än vad som är fallet. En säkerhetsfaktor på två betyder inte att en apparat kan bära dubbelt så mycket som den är designad för.

Även om varje del av apparaten har samma faktor, är apparaten som helhet inte nödvändigtvis lika med den. Om en del belastas utöver sin maximala kraft kan fördelningen förändras över hela strukturen och dess funktionsförmåga kan påverkas. Att bestämma säkerhetsfaktorn är ett balanserande spel mellan kostnadsreduktion och säkerhet. Detta nummer hjälper ingenjörer att fastställa fakta om apparatens designstruktur och strukturella förmåga.

I allmänhet innebär en hög säkerhetsfaktor en tyngre komponent, mer exklusivt material och en förbättrad design. En faktor på ett betyder att stressen är vid den tillåtna gränsen. Mindre än ett betyder troligt misslyckande. En säkerhetsfaktor på tre används när materialets styrka är känd inom en viss gräns, och fyra eller högre används när en del av apparatens belastning är variabel.

Fem eller sex är typiska säkerhetsfaktorer när lasten växelvis tas av och på igen, som med upphängningsstänger. Sex eller mer används när spänningar vänds från spänning till kompression, och tio eller mer används när komponenter i apparaten utsätts för upprepad stötbelastning. Siffran kan nå ett värde av 40 eller mer när påfrestningen är komplicerad och mängden osäker, som i vevaxeln på en reverserande motor.