UTILS.
100% trong trình duyệt
🛡️

Công cụ tính hệ số an toàn

Tính hệ số an toàn và biên an toàn từ giới hạn chảy/tối hạn của vật liệu và ứng suất tác dụng, hỗ trợ tải kết hợp von Mises.

Nhập cường độ vật liệu và ứng suất tác dụng. Thêm cắt cho kiểm tra von Mises kết hợp và hệ số mục tiêu cho đạt/không đạt.

Về công cụ này

Công cụ tính Hệ số An toàn cho bạn biết một chi tiết khỏe hơn tải nó chịu bao nhiêu. Nhập giới hạn chảy và/hoặc tối hạn của vật liệu và ứng suất tác dụng, và nó trả về hệ số an toàn theo giới hạn chảy và theo tối hạn, các biên an toàn tương ứng, và một kiểm tra đạt/không đạt so với hệ số mục tiêu. Mọi phép tính chạy cục bộ trong trình duyệt của bạn và không có gì bạn nhập rời khỏi thiết bị.

Hệ số an toàn đơn giản là cường độ chia cho ứng suất tác dụng: n_yield = σ_yield / σ_applied và n_ultimate = σ_ultimate / σ_applied. Biên an toàn là hệ số an toàn trừ một, biểu thị dưới dạng phần trăm — biên 0% nghĩa là chi tiết đúng ở giới hạn của nó. Khi một chi tiết chịu cả ứng suất trực tiếp (pháp tuyến) và cắt cùng lúc, công cụ kết hợp chúng thành ứng suất tương đương von Mises, σ_vm = √(σ² + 3τ²), và chia cường độ cho giá trị tương đương đó, đây là tiêu chuẩn chảy tiêu chuẩn cho vật liệu dẻo. Nó cũng báo cáo ứng suất cho phép ở hệ số an toàn mục tiêu của bạn, cường độ ÷ mục tiêu, để bạn thấy còn bao nhiêu dư địa.

Ví dụ minh họa, một loại thép có giới hạn chảy 250 MPa dưới ứng suất pháp tuyến tác dụng 100 MPa có hệ số an toàn 2,5 và biên an toàn 150%; nếu nó cũng chịu 40 MPa cắt, ứng suất von Mises sẽ tăng lên khoảng 122 MPa và hệ số an toàn theo giới hạn chảy sẽ giảm xuống khoảng 2,05. Hệ số thiết kế điển hình chạy từ khoảng 1,5 cho tải tĩnh đã biết rõ đến 4 hoặc hơn cho tải không chắc chắn, vật liệu giòn hoặc chi tiết an toàn quan trọng.

Câu hỏi thường gặp

Khác biệt giữa hệ số và biên an toàn là gì?
Hệ số an toàn là cường độ chia cho ứng suất tác dụng (ví dụ 2,5). Biên an toàn là hệ số đó trừ một, hiện dưới dạng phần trăm (150%). Biên 0% nghĩa là ứng suất tác dụng đúng bằng cường độ, không còn dự trữ; biên dương cho thấy còn dư năng lực.
Tôi nên dùng giới hạn chảy hay tối hạn?
Dùng giới hạn chảy khi bất kỳ biến dạng dư nào là hư hỏng — trường hợp thông thường cho chi tiết máy. Dùng giới hạn tối hạn khi chỉ đứt gãy quan trọng, và áp dụng hệ số lớn hơn. Công cụ báo cáo cả hai để bạn thiết kế theo giới hạn nào chi phối ứng dụng của mình.
Tùy chọn von Mises hoạt động như thế nào?
Khi cả ứng suất pháp tuyến σ và ứng suất cắt τ cùng tác dụng, công cụ tính ứng suất tương đương von Mises √(σ² + 3τ²) và chia cường độ cho nó. Đây là tiêu chuẩn chảy năng lượng biến dạng chuẩn cho kim loại dẻo và cho một hệ số an toàn kết hợp duy nhất.
Hệ số an toàn nào là thích hợp?
Nó phụ thuộc vào độ chắc chắn của tải, vật liệu và hậu quả của hư hỏng. Khoảng 1,5–2 cho tải tĩnh xác định rõ và kim loại dẻo, 2–3 cho tải biến đổi hoặc va đập, và 3–4 hoặc hơn cho tải không chắc chắn, vật liệu giòn hoặc nơi hư hỏng gây nguy hiểm cho con người.

Công cụ khác