Über dieses Tool
Der Sicherheitsfaktor-Rechner zeigt Ihnen, wie viel stärker ein Bauteil ist als die Last, die es trägt. Geben Sie die Streck- und/oder Zugfestigkeit des Werkstoffs und die aufgebrachte Spannung ein, und er liefert die streckgrenzen- und zugfestigkeitsbasierten Sicherheitsfaktoren, die entsprechenden Sicherheitsmargen und eine Bestanden/Durchgefallen-Prüfung gegen einen Zielfaktor. Alle Berechnungen laufen lokal in Ihrem Browser, und nichts, was Sie eingeben, verlässt Ihr Gerät.
Der Sicherheitsfaktor ist einfach die Festigkeit geteilt durch die aufgebrachte Spannung: n_Streck = σ_Streck / σ_aufgebracht und n_Zug = σ_Zug / σ_aufgebracht. Die Sicherheitsmarge ist der Sicherheitsfaktor minus eins, ausgedrückt als Prozentsatz — eine Marge von 0 % bedeutet, dass das Bauteil genau an seiner Grenze ist. Wenn ein Bauteil gleichzeitig direkter (Normal-)Spannung und Schub ausgesetzt ist, kombiniert das Werkzeug sie zur von-Mises-Vergleichsspannung σ_vm = √(σ² + 3τ²) und teilt die Festigkeit durch diesen Vergleichswert, was das Standard-Fließkriterium für duktile Werkstoffe ist. Es gibt außerdem die zulässige Spannung bei Ihrem Ziel-Sicherheitsfaktor aus, Festigkeit ÷ Ziel, sodass Sie sehen, wie viel Reserve Sie haben.
Ein durchgerechnetes Beispiel: Ein Stahl mit einer Streckgrenze von 250 MPa unter 100 MPa aufgebrachter Normalspannung hat einen Sicherheitsfaktor von 2,5 und eine Sicherheitsmarge von 150 %; trüge er zusätzlich 40 MPa Schub, stiege die von-Mises-Spannung auf etwa 122 MPa und der streckgrenzenbasierte Sicherheitsfaktor fiele auf etwa 2,05. Typische Bemessungsfaktoren reichen von etwa 1,5 für gut bekannte statische Lasten bis 4 oder mehr für ungewisse Lasten, spröde Werkstoffe oder sicherheitskritische Bauteile.