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关于 安全系数 的百科小常识
安全系数factor of safety
在机械设计中 零件或构件所用材料的失效应力与设计应力的比值。大多数结构钢和铝合金等塑性材料的应力－ 应变曲线有明显的屈服 故规定由塑性材料制成的零件或构件的失效应力为屈服极限 这称为屈服准则。铸铁和高强钢等脆性材料的应力－应变曲线没有明显的屈服 故规定由脆性材料制成的零件或构件的失效应力为强度极限 这称为断裂准则。在疲劳强度设计中 失效应力采用疲劳极限 安全系数在很大程度上根据设计经验来确定 。
影响安全系数的因素很多。归纳起来有：失效的形式是否弄清 是静载破坏还是疲劳破坏 是屈服准则还是断裂准则；建立的强度判据是否合理 是应力判据还是寿命判据；采用的计算方法是否精确；制造时的质量控制是否严格 ；零件本身的重要性和要求达到的可靠程度等。对于台数少而将来需要不断增大载荷的机械 应采用较大的安全系数。
安全系数的选取决定于失效形式 。20 世纪初期的机械设计 即使是产生疲劳的零件也采用以材料强度极限为基准的安全系数 其许用值很高。20 世纪中叶对疲劳失效的零件开始进行疲劳强度验算 改进了结构 减轻了重量 虽然采用较小的安全系数 寿命却大大提高。
计算分析方法对安全系数的选取也有很大影响。在工作应力计算中 常用解析法和实验法。例如用材料力学计算 或用有限元法和实验应力分析方法进行应力分析时 所得的应力有些与实际应力很接近 有些可能有较大的误差。应力分析的结果越精确 选取的安全系数容许越小 所以不同的计算方法应该采用不同的安全系数。此外 制造中的质量控制是保证产品是否达到质量指数的措施 质量控制不严 会使产品质量达不到设计要求 实际上等于降低了安全系数。
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