Goede ontwerpers moeten met veel factoren rekening houden bij het ontwerpen van een onderdeel of component. Ontwerp voor assemblage, kosten, logistiek, maakbaarheid, betrouwbaarheid, en andere kwaliteiten vereisen allemaal vooruitdenken en creativiteit. Misschien wel een van de belangrijkste kwaliteiten waarmee rekening moet worden gehouden bij het ontwerpen van onderdelen of producten is veiligheid… en natuurlijk is er een hele industrie ontstaan rond de noodzaak om veilige producten en constructies voor consumentengebruik te vervaardigen. Meestal hoort men de termen “Veiligheidsfactor” (FoS) of “Veiligheidsfactor (SF), maar er zijn verschillende definities en berekeningen waarnaar verwezen kan worden. Laten we eens kijken naar de basisprincipes van FoS voor ontwerp en engineering.
Wat is het grote plaatje als het gaat om Factor of Safety (FoS)?
“Factor of Safety” verwijst meestal naar een van de volgende twee dingen: 1) het werkelijke draagvermogen van een constructie of onderdeel, of 2) de vereiste veiligheidsmarge voor een constructie of onderdeel volgens de code, wet of ontwerpvoorschriften. Een zeer eenvoudige vergelijking om de FoS te berekenen is de ultieme (of maximale) spanning te delen door de typische (of werkende) spanning. Een FoS van 1 betekent dat een constructie of onderdeel precies zal bezwijken wanneer het de ontwerpbelasting bereikt, en geen extra belasting kan dragen. Constructies of onderdelen met een FoS < 1 zijn niet levensvatbaar; in principe is 1 het minimum. Met de bovenstaande vergelijking betekent een FoS van 2 dat een onderdeel zal bezwijken bij tweemaal de ontwerpbelasting, enzovoort.
Verschillende industrieën hebben verschillende ideeën over wat een vereiste veiligheidsmarge zou moeten zijn; een van de moeilijkheden die gepaard gaan met het gebruik van een FoS of SF is een zekere mate van ambiguïteit. Maar er zijn enkele algemene vuistregels voor verschillende sectoren. Het is duidelijk dat indien de gevolgen van een defect aanzienlijk zijn, zoals het verlies van mensenlevens, persoonlijke schade of het verlies van eigendommen, een hogere veiligheidsmarge vereist is bij het ontwerp of door de wet. Een andere overweging is de kostprijs: hoeveel extra kost het per onderdeel om een bepaalde FoS te bereiken, en is dat een levensvatbaar bedrijfsmodel?
Andere factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het ontwerpen van onderdelen met het oog op de veiligheid
fhankelijk van het beoogde gebruik van een product, moeten zowel het totale ontwerp als de afzonderlijke onderdelen zo nauwkeurig mogelijk worden beoordeeld op de verwachte omstandigheden. De volgende overwegingen kunnen ontwerpers helpen rekening te houden met omstandigheden in de praktijk, en een beter product te maken.
- Intensiteit van spanningsconcentraties; welke componenten zullen vaker en intenser worden belast?
- Is thermische cycli of blootstelling aan extreme temperaturen een probleem? Welke invloed heeft dit op de werking of de te gebruiken materialen?
- Is gepland onderhoud te verwachten? Zal dit regelmatig gebeuren, en telkens van dezelfde kwaliteit zijn?
- Zwakt of versterkt de combinatie van gebruikte materialen het algemene ontwerp?
- Is het waarschijnlijk dat slijtage zal worden versneld door het gebruik door de consument (bijvoorbeeld door regelmatig de nominale capaciteit te overschrijden, enz.)? Zijn er maatregelen genomen om dit te voorkomen?
- Is de structuur of het onderdeel onderhevig aan verslechtering door corrosie?
Creative Mechanisms weegt alle overwegingen tegen elkaar af om oplossingen te vinden voor complexe problemen
Als u ons benadert met een idee, bekijkt ons team het concept vanuit alle invalshoeken: hoe kunnen we een bepaalde FOS bereiken, hoe kunnen we ontwerpen voor uitmuntendheid, en hoe kunnen we de juiste balans vinden tussen functie, veiligheid, productiekosten en tevredenheid van de consument. Wij hebben veel ervaring in verschillende sectoren en wellicht zijn wij ook geschikt voor uw volgende idee. Neem contact met ons op als u vragen of opmerkingen heeft, en bedankt voor het lezen van onze blog!
