O tym narzędziu
Kalkulator współczynnika bezpieczeństwa mówi, o ile mocniejsza jest część niż obciążenie, które przenosi. Podaj granicę plastyczności i/lub wytrzymałość materiału oraz naprężenie przyłożone, a zwróci współczynniki bezpieczeństwa oparte na granicy plastyczności i na wytrzymałości, odpowiadające im marginesy bezpieczeństwa oraz sprawdzenie pass/fail względem współczynnika docelowego. Wszystkie obliczenia działają lokalnie w Twojej przeglądarce i nic z tego, co wpiszesz, nie opuszcza Twojego urządzenia.
Współczynnik bezpieczeństwa to po prostu wytrzymałość podzielona przez naprężenie przyłożone: n_yield = σ_yield / σ_applied i n_ultimate = σ_ultimate / σ_applied. Margines bezpieczeństwa to współczynnik bezpieczeństwa minus jeden, wyrażony w procentach — margines 0% oznacza, że część jest dokładnie na granicy. Gdy część widzi jednocześnie naprężenie bezpośrednie (normalne) i ścinanie, narzędzie łączy je w naprężenie zredukowane wg von Misesa, σ_vm = √(σ² + 3τ²), i dzieli wytrzymałość przez tę wartość zredukowaną, co jest standardowym kryterium plastyczności dla materiałów ciągliwych. Podaje też naprężenie dopuszczalne przy Twoim docelowym współczynniku bezpieczeństwa, wytrzymałość ÷ cel, więc widzisz, ile masz zapasu.
Jako przykład: stal o granicy plastyczności 250 MPa pod przyłożonym naprężeniem normalnym 100 MPa ma współczynnik bezpieczeństwa 2,5 i margines bezpieczeństwa 150%; gdyby przenosiła też 40 MPa ścinania, naprężenie von Misesa wzrosłoby do około 122 MPa, a współczynnik bezpieczeństwa względem granicy plastyczności spadłby do około 2,05. Typowe współczynniki projektowe wahają się od około 1,5 dla dobrze znanych obciążeń statycznych do 4 lub więcej dla obciążeń niepewnych, materiałów kruchych lub części krytycznych dla bezpieczeństwa.