Об этом инструменте
Калькулятор коэффициента запаса прочности показывает, насколько деталь прочнее, чем несомая ею нагрузка. Введите предел текучести и/или предел прочности материала и приложенное напряжение, и он вернёт коэффициенты запаса по текучести и по прочности, соответствующие запасы прочности и проверку прохождения/непрохождения относительно целевого коэффициента. Все вычисления выполняются локально в вашем браузере, и ничего из введённого не покидает ваше устройство.
Коэффициент запаса — это просто прочность, делённая на приложенное напряжение: n_yield = σ_yield / σ_applied и n_ultimate = σ_ultimate / σ_applied. Запас прочности — это коэффициент запаса минус единица, выраженный в процентах — запас 0% означает, что деталь находится точно на пределе. Когда деталь одновременно испытывает прямое (нормальное) напряжение и сдвиг, инструмент объединяет их в эквивалентное напряжение по фон Мизесу σ_vm = √(σ² + 3τ²) и делит прочность на это эквивалентное значение, что является стандартным критерием текучести для пластичных материалов. Он также выводит допускаемое напряжение при вашем целевом коэффициенте запаса, прочность ÷ цель, чтобы вы видели, сколько у вас запаса.
В качестве примера: сталь с пределом текучести 250 МПа под приложенным нормальным напряжением 100 МПа имеет коэффициент запаса 2,5 и запас прочности 150%; если она также несёт 40 МПа сдвига, напряжение по фон Мизесу поднимется примерно до 122 МПа, а коэффициент запаса по текучести упадёт примерно до 2,05. Типичные расчётные коэффициенты варьируются от примерно 1,5 для хорошо известных статических нагрузок до 4 и более для неопределённых нагрузок, хрупких материалов или ответственных деталей.