作业帮什么是安全系数?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：综合作业 时间：2024/04/29 13:19:03
什么是安全系数?
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.
在半概率极限状态设计法（见极限状态设计法）中的安全系数分别用荷载系数和材料强度系数、工作条件系数表达.在概率极限状态设计法中,设计式中所列的荷载分项系数、抗力分项系数、荷载组合值系数等,是按失效概率计算值确定的,它们与其他设计方法中凭工程经验确定的安全系数有区别.
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.
在半概率极限状态设计法（见极限状态设计法）中的安全系数分别用荷载系数和材料强度系数、工作条件系数表达.在概率极限状态设计法中,设计式中所列的荷载分项系数、抗力分项系数、荷载组合值系数等,是按失效概率计算值确定的,它们与其他设计方法中凭工程经验确定的安全系数有区别.