产品设计的安全因素
2020/04/10 21:59:44
在工程设计中使用安全系数是一种经典的设计方法。安全系数（有时称为设计系数）定义为材料的强度除以材料中的应力。
N =强度/压力
在示例中，将5000 lbf的重物悬挂在铝2014杆的末端（此示例中还包括重力）。铝2014的拉伸屈服强度为42,000psi。杆的直径为0.5英寸，杆上的最大应力为35890psi。这样得出的安全系数为1.2。
为了增加所需的安全系数，杆直径已增加到1英寸。在此杆上产生的最大应力为10371psi，因此安全系数约为4。
确定安全系数的值取决于工程师或设计师。以下是进行此确定时的一些注意事项：
规范和标准 –设计中的零件或组件可能处于设计中必须满足的各种规范和标准所概述的条件下。
材料强度 –出于安全考虑，可以使用极限强度或屈服强度。安全系数所使用的值通常会根据所使用的强度而有所不同。
材料类型 –材料可能是易延展的或易碎的。易延展的材料会发出即将发生故障的警告。脆性材料会突然失效。安全系数的值应反映出这一点。对材料的出版属性的信心也将发挥作用。
装载类型–载荷可分为静载荷，疲劳载荷或冲击载荷。选择的安全系数应反映出这一点。
零件的使用 –应考虑零件的意外过载或误用。
分析难度 –如果零件或装配体的载荷或几何形状非常复杂，则对分析结果的置信度可能会降低。
环境 –在某些类型的环境中，材料可能会降解。
质量控制 – 质量控制不良可能会导致更大的安全系数。
失败的结果 –失败会带来灾难性的后果吗？人们会因失败而受到威胁吗？这些问题应有助于选择安全因素。
成本–通常，安全系数越大，制造成本就越大。安全性和成本之间必须保持平衡。
材料强度 –出于安全考虑，可以使用极限强度或屈服强度。安全系数所使用的值通常会根据所使用的强度而有所不同。
材料类型 –材料可能是易延展的或易碎的。易延展的材料会发出即将发生故障的警告。脆性材料会突然失效。安全系数的值应反映出这一点。对材料的出版属性的信心也将发挥作用。
装载类型–载荷可分为静载荷，疲劳载荷或冲击载荷。选择的安全系数应反映出这一点。
零件的使用 –应考虑零件的意外过载或误用。
分析难度 –如果零件或装配体的载荷或几何形状非常复杂，则对分析结果的置信度可能会降低。
环境 –在某些类型的环境中，材料可能会降解。
质量控制 – 质量控制不良可能会导致更大的安全系数。
失败的结果 –失败会带来灾难性的后果吗？人们会因失败而受到威胁吗？这些问题应有助于选择安全因素。
成本–通常，安全系数越大，制造成本就越大。安全性和成本之间必须保持平衡。