安全系数，FOS

安全系数

安全系数也称为安全系数，用于提供安全系数设计余量超过理论设计能力，以允许设计过程中的不确定性．安全系数是由设计者无法控制的条件所建议的，也就是说，考虑到设计过程中所涉及的不确定性设计过程．

安全系数的重要性

通常的做法是调整机器元件的尺寸，使最大设计应力低于UTS(极限拉应力)或屈服应力，通过一个适当的因素-安全系数，基于UTS(极限拉应力)或屈服强度。

安全因素如何影响工程设计

不确定性包括(但不限于)，

• 关于确切的不确定性材料性能．例如，屈服强度只能在一个范围之间指定。
• 规模的不确定性。的设计师必须使用测试数据用于设计更小或更大的部件。众所周知，小的部分拥有更多强度比同等材料的大．
• 由于不确定性加工过程．
• 由于铆接、焊接等装配操作的影响而产生的不确定性。
• 由于时间的影响在力量。操作环境可能导致强度逐渐恶化，导致部件过早和不可预知的失效。
• 自然界的不确定性负载类型应用。
• 机器元件表面条件的性质所作的假设和近似。

安全系数的选择

选择合适的在组件设计中使用的安全系数基本上是相关的额外成本和重量之间的妥协以及增加安全性或/和可靠性的好处。一般来说，增加的安全系数是由较重的部件或组件引起的由更奇特的材料或/和改进的组件设计制成．

选择合适的安全系数是基于以下几个方面的考虑。主要考虑因素是负载和磨损估计的准确性，故障的后果，以及为达到安全系数而过度设计组件的成本。

例如，那些故障可能导致大量经济损失、严重伤害或死亡的组件通常使用安全系数为4或更高(通常为10)的安全系数。非关键部件的安全系数一般为2。在处理振动载荷时必须非常小心，如果振动接近共振频率，就更要小心。

由地震扰动引起的振动通常是重要的和重要的需要考虑在细节。如果需要更高的因素，在决定使用它们之前，应该对问题进行更彻底的分析。

• 1.25 - 1.5

  - - - - - - 材料特性都知道得很详细。操作条件已详细了解。载荷和由此产生的应力和应变是高度确定的。材料测试证书，装车证明，定期检查和维护。低重量对设计很重要。

• 1.5 - 2

  - - - - - -经过认证的已知材料，在合理恒定的环境条件下，受到可以通过合格的设计程序确定的载荷和应力。需要进行验证试验、定期检查和维护。

• 2 - 2.5

  - - - - - -从信誉良好的供应商获得的符合相关标准的材料在正常环境中运行，并受到可以通过校核计算确定的载荷和应力。

• 2.5 - 3

  - - - - - -适用于试验较少的材料或在一般环境、载荷和应力条件下的脆性材料。

• 3 - 4

  - - - - - -适用于在平均环境、载荷和应力条件下使用的未经试验的材料。它还应用于在不确定环境中使用或受到不确定应力的较熟悉的材料。

安全系数的应用

通常，安全系数保持较大，除了在航空航天和汽车工业。这里的安全系数保持在较低(约1.15 - 1.25)，因为与结构重量相关的成本非常高。这就是为什么航空航天部件和材料的安全系数很低经过更严格的测试和质量控制．

现在，计算机正被用来提供更精确的组件应力模拟，特别是在高价值产品的情况下，安全和减轻重量是至关重要的。