I buoni progettisti devono considerare tanti fattori quando progettano una parte o un componente. La progettazione per l’assemblaggio, il costo, la logistica, la producibilità, l’affidabilità e altre qualità richiedono tutti lungimiranza e creatività. Forse una delle qualità più importanti da considerare quando si creano parti o prodotti è la sicurezza… e naturalmente, un’intera industria si è sviluppata intorno alla necessità di fabbricare prodotti e strutture sicuri per l’uso da parte dei consumatori. Più comunemente, sentirete i termini “Fattore di sicurezza” (FoS) o “Fattore di sicurezza (SF), ma ci sono diverse definizioni e calcoli a cui ci si può riferire. Diamo un’occhiata alle basi del FoS per la progettazione e l’ingegneria.
Qual è il quadro generale quando si parla di Fattore di sicurezza (FoS)?
Il “Fattore di sicurezza” di solito si riferisce a una delle due cose: 1) l’effettiva capacità portante di una struttura o componente, o 2) il margine di sicurezza richiesto per una struttura o componente secondo il codice, la legge o i requisiti di progettazione. Un’equazione molto semplice per calcolare il FoS è dividere la sollecitazione ultima (o massima) per la sollecitazione tipica (o di lavoro). Un FoS di 1 significa che una struttura o un componente cede esattamente quando raggiunge il carico di progetto, e non può sostenere alcun carico aggiuntivo. Strutture o componenti con FoS < 1 non sono fattibili; fondamentalmente, 1 è il minimo. Con l’equazione di cui sopra, un FoS di 2 significa che un componente fallirà al doppio del carico di progetto, e così via.
Diverse industrie hanno idee diverse su quale dovrebbe essere il margine di sicurezza richiesto; una delle difficoltà associate all’uso di un FoS o SF è una certa misura di ambiguità. Ma ci sono alcune regole generali su più verticali. Ovviamente, se le conseguenze di un guasto sono significative, come la perdita di vite umane, danni personali o perdite di proprietà, un FoS più alto sarà richiesto dalla progettazione o dalla legge. Un’altra considerazione è il costo: quanto costa in più per pezzo raggiungere un certo FoS, ed è un modello di business fattibile?
Altri fattori da considerare quando si progettano parti con la sicurezza in mente
A seconda dell’uso previsto per un prodotto, sia il design complessivo che i singoli componenti devono essere valutati il più accuratamente possibile per le condizioni previste. Le seguenti considerazioni possono aiutare i progettisti a tenere conto delle condizioni del mondo reale e a creare un prodotto migliore.
- Intensità delle concentrazioni di stress; quali componenti saranno sottoposti a stress più intensi, più spesso?
- I cicli termici o l’esposizione a temperature estreme sono un problema? Che impatto ha sul funzionamento o sui materiali da utilizzare?
- È probabile che ci sia una manutenzione programmata? Avverrà regolarmente, e sarà di qualità simile ogni volta?
- La combinazione di materiali utilizzati indebolisce o rafforza il design complessivo?
- E’ probabile che l’usura venga accelerata dall’uso da parte del consumatore (ad esempio, superando regolarmente la capacità nominale, ecc)? Ci sono controlli in atto per aiutare a prevenire questo?
- La struttura o il componente è soggetto a deterioramento per corrosione?
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Quando ti avvicini a noi con un’idea, il nostro team considererà il concetto da tutti i punti di vista: come raggiungere un certo FoS, come progettare per l’eccellenza, e come trovare il giusto equilibrio per la funzione, la sicurezza, il costo di produzione e la soddisfazione del consumatore. Abbiamo avuto una considerevole esperienza in più verticali, e potremmo essere un’ottima scelta per la vostra prossima idea. Contattateci per domande o commenti, e grazie per aver letto il nostro blog!
