Les bons ingénieurs concepteurs doivent prendre en compte tellement de facteurs lorsqu’ils conçoivent une pièce ou un composant. La conception pour l’assemblage, le coût, la logistique, la fabricabilité, la fiabilité et d’autres qualités nécessitent toutes une réflexion préalable et de la créativité. L’une des qualités les plus importantes à prendre en compte lors de la création de pièces ou de produits est sans doute la sécurité… et naturellement, toute une industrie s’est développée autour de la nécessité de fabriquer des produits et des structures sûrs pour les consommateurs. Le plus souvent, vous entendrez les termes « facteur de sécurité » (FoS) ou « facteur de sécurité » (SF), mais il existe plusieurs définitions et calculs auxquels on peut se référer. Examinons les bases du FoS pour la conception et l’ingénierie.
Qu’est-ce que la vue d’ensemble en matière de facteur de sécurité (FoS)?
Le « facteur de sécurité » fait généralement référence à l’une des deux choses suivantes : 1) la capacité de charge réelle d’une structure ou d’un composant, ou 2) la marge de sécurité requise pour une structure ou un composant selon le code, la loi ou les exigences de conception. Une équation très simple pour calculer la marge de sécurité consiste à diviser la contrainte ultime (ou maximale) par la contrainte typique (ou de travail). Un FoS de 1 signifie qu’une structure ou un composant se brisera exactement lorsqu’il atteindra la charge de conception, et ne pourra supporter aucune charge supplémentaire. Les structures ou les composants avec un FoS < 1 ne sont pas viables ; en gros, 1 est le minimum. Avec l’équation ci-dessus, une FoS de 2 signifie qu’un composant échouera à deux fois la charge de conception, et ainsi de suite.
Différentes industries ont des idées différentes sur ce que devrait être une marge de sécurité requise ; l’une des difficultés associées à l’utilisation d’une FoS ou SF est une certaine mesure d’ambiguïté. Mais il existe quelques règles générales à travers de multiples verticaux. De toute évidence, si les conséquences d’une défaillance sont importantes, telles que des pertes de vie, des dommages corporels ou des pertes matérielles, une marge de sécurité plus élevée sera exigée par la conception ou par la loi. Une autre considération est le coût : combien cela coûte-t-il de plus par pièce pour atteindre un certain FoS, et est-ce un modèle commercial viable ?
Autres facteurs à prendre en compte lors de la conception de pièces avec la sécurité en tête
Selon l’utilisation prévue pour un produit, la conception globale et les composants individuels doivent être évalués aussi précisément que possible pour les conditions prévues. Les considérations suivantes peuvent aider les ingénieurs concepteurs à tenir compte des conditions du monde réel, et à créer un meilleur produit.
- Intensité des concentrations de contraintes ; quels composants seront soumis à des contraintes plus intenses, plus souvent ?
- Le cycle thermique ou l’exposition à des températures extrêmes sont-ils un problème ? Comment cela a-t-il un impact sur la fonction, ou sur les matériaux à utiliser ?
- La maintenance programmée est-elle susceptible de se produire ? S’effectuera-t-il régulièrement, et sera-t-il de qualité similaire à chaque fois ?
- La combinaison des matériaux utilisés affaiblit-elle ou renforce-t-elle la conception globale ?
- Est-il probable que l’usure soit accélérée par l’utilisation du consommateur (disons, en dépassant régulièrement la capacité nominale, etc) ? Des contrôles sont-ils en place pour aider à prévenir cela ?
- La structure ou le composant est-il sujet à la détérioration par la corrosion ?
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Lorsque vous nous approchez avec une idée, notre équipe va considérer le concept sous tous les angles : comment atteindre un certain FoS, comment concevoir pour l’excellence, et comment trouver le bon équilibre pour la fonction, la sécurité, le coût de fabrication et la satisfaction du consommateur. Nous avons acquis une expérience considérable dans de nombreux secteurs verticaux et nous pourrions être un bon choix pour votre prochaine idée. N’hésitez pas à nous contacter si vous avez des questions ou des commentaires, et merci de lire notre blog!
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