UTILS.
ทำงานในเบราว์เซอร์ 100%
🛡️

เครื่องคำนวณแฟกเตอร์ความปลอดภัย

คำนวณแฟกเตอร์ความปลอดภัยและส่วนเผื่อความปลอดภัยจากความแข็งแรงคราก/สูงสุดของวัสดุและความเค้นที่กระทำ พร้อมรองรับภาระรวมแบบ von Mises

ป้อนความแข็งแรงวัสดุและความเค้นที่กระทำ เพิ่มเฉือนสำหรับการตรวจสอบ von Mises แบบรวม และแฟกเตอร์เป้าหมายสำหรับผ่าน/ไม่ผ่าน

เกี่ยวกับเครื่องมือนี้

เครื่องคำนวณแฟกเตอร์ความปลอดภัยบอกคุณว่าชิ้นส่วนแข็งแรงกว่าภาระที่รับมากเพียงใด ป้อนความแข็งแรงคราก และ/หรือ ความแข็งแรงสูงสุดของวัสดุ และความเค้นที่กระทำ แล้วมันจะให้แฟกเตอร์ความปลอดภัยแบบอิงคราก และแบบอิงสูงสุด ส่วนเผื่อความปลอดภัยที่สอดคล้อง และการตรวจสอบผ่าน/ไม่ผ่านเทียบกับแฟกเตอร์เป้าหมาย การคำนวณทั้งหมดทำในเครื่องภายในเบราว์เซอร์ของคุณ และไม่มีสิ่งที่คุณพิมพ์ออกจากอุปกรณ์ของคุณ

แฟกเตอร์ความปลอดภัยคือความแข็งแรงหารด้วยความเค้นที่กระทำ: n_yield = σ_yield / σ_applied และ n_ultimate = σ_ultimate / σ_applied ส่วนเผื่อความปลอดภัยคือแฟกเตอร์ความปลอดภัยลบหนึ่ง แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ — ส่วนเผื่อ 0% หมายความว่าชิ้นส่วนอยู่ที่ขีดจำกัดพอดี เมื่อชิ้นส่วนรับทั้งความเค้นตรง (ตั้งฉาก) และเฉือนพร้อมกัน เครื่องมือรวมเป็นความเค้นสมมูล von Mises, σ_vm = √(σ² + 3τ²) และหารความแข็งแรงด้วยค่าสมมูลนั้น ซึ่งเป็นเกณฑ์การครากมาตรฐานสำหรับวัสดุเหนียว มันยังรายงานความเค้นที่ยอมให้ได้ที่แฟกเตอร์ความปลอดภัยเป้าหมาย คือความแข็งแรง ÷ เป้าหมาย เพื่อให้คุณเห็นว่ามีส่วนเผื่อเท่าใด

เป็นตัวอย่างที่คำนวณจริง เหล็กที่มีความแข็งแรงคราก 250 MPa ภายใต้ความเค้นตรง 100 MPa มีแฟกเตอร์ความปลอดภัย 2.5 และส่วนเผื่อความปลอดภัย 150%; หากยังรับเฉือน 40 MPa ความเค้น von Mises จะเพิ่มเป็นประมาณ 122 MPa และแฟกเตอร์ความปลอดภัยแบบครากจะลดลงเหลือประมาณ 2.05 แฟกเตอร์ออกแบบทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 1.5 สำหรับภาระสถิตที่รู้จักดี ไปจนถึง 4 หรือมากกว่าสำหรับภาระที่ไม่แน่นอน วัสดุเปราะ หรือชิ้นส่วนที่วิกฤตต่อความปลอดภัย

คำถามที่พบบ่อย

ความแตกต่างระหว่างแฟกเตอร์และส่วนเผื่อความปลอดภัยคืออะไร?
แฟกเตอร์ความปลอดภัยคือความแข็งแรงหารด้วยความเค้นที่กระทำ (เช่น 2.5) ส่วนเผื่อความปลอดภัยคือแฟกเตอร์นั้นลบหนึ่ง แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ (150%) ส่วนเผื่อ 0% หมายความว่าความเค้นที่กระทำเท่ากับความแข็งแรงพอดี ไม่เหลือสำรอง; ส่วนเผื่อบวกบ่งชี้ความสามารถที่เหลือ
ควรใช้ความแข็งแรงครากหรือสูงสุด?
ใช้ความแข็งแรงครากเมื่อการเสียรูปถาวรใด ๆ ถือเป็นการวิบัติ — กรณีปกติสำหรับชิ้นส่วนเครื่องจักร ใช้ความแข็งแรงสูงสุดเมื่อเฉพาะการแตกหักเท่านั้นที่สำคัญ และใช้แฟกเตอร์ที่ใหญ่กว่า เครื่องมือรายงานทั้งคู่เพื่อให้คุณออกแบบเทียบกับขีดจำกัดใดก็ตามที่ควบคุมการใช้งานของคุณ
ตัวเลือก von Mises ทำงานอย่างไร?
เมื่อความเค้นตรง σ และความเค้นเฉือน τ กระทำร่วมกัน เครื่องมือคำนวณความเค้นสมมูล von Mises √(σ² + 3τ²) และหารความแข็งแรงด้วยค่านั้น นี่คือเกณฑ์การครากพลังงานบิดเบือนมาตรฐานสำหรับโลหะเหนียวและให้แฟกเตอร์ความปลอดภัยรวมค่าเดียว
แฟกเตอร์ความปลอดภัยเท่าใดที่เหมาะสม?
ขึ้นกับความแน่นอนของภาระ วัสดุ และผลของการวิบัติ ประมาณ 1.5–2 สำหรับภาระสถิตที่กำหนดชัดเจนและโลหะเหนียว, 2–3 สำหรับภาระแปรผันหรือกระแทก และ 3–4 หรือมากกว่าสำหรับภาระที่ไม่แน่นอน วัสดุเปราะ หรือที่ซึ่งการวิบัติเป็นอันตรายต่อผู้คน

เครื่องมือเพิ่มเติม