Dobrzy projektanci muszą brać pod uwagę tak wiele czynników podczas projektowania części lub komponentu. Projektowanie pod kątem montażu, kosztów, logistyki, możliwości produkcyjnych, niezawodności i innych cech wymaga przemyślenia i kreatywności. Być może jedną z najważniejszych cech, które należy rozważyć przy tworzeniu części lub produktów jest bezpieczeństwo… i naturalnie, cały przemysł powstał wokół potrzeby wytwarzania bezpiecznych produktów i struktur do użytku konsumenckiego. Najczęściej słyszy się terminy „współczynnik bezpieczeństwa” (FoS) lub „współczynnik bezpieczeństwa” (SF), ale istnieje kilka definicji i obliczeń, do których można się odnieść. Przyjrzyjmy się podstawom FoS dla projektowania i inżynierii.
Jaki jest główny obraz, jeśli chodzi o współczynnik bezpieczeństwa (FoS)?
„Współczynnik bezpieczeństwa” zwykle odnosi się do jednej z dwóch rzeczy: 1) rzeczywistej nośności konstrukcji lub elementu, lub 2) wymaganego marginesu bezpieczeństwa dla konstrukcji lub elementu zgodnie z kodeksem, prawem lub wymaganiami projektowymi. Bardzo podstawowym równaniem do obliczania FoS jest podzielenie naprężenia granicznego (lub maksymalnego) przez naprężenie typowe (lub robocze). Współczynnik FoS równy 1 oznacza, że konstrukcja lub komponent ulegnie zniszczeniu dokładnie wtedy, gdy osiągnie obciążenie obliczeniowe i nie będzie w stanie przenieść żadnego dodatkowego obciążenia. Konstrukcje lub komponenty z FoS < 1 nie nadają się do eksploatacji; w zasadzie 1 to minimum. Przy zastosowaniu powyższego równania, FoS równy 2 oznacza, że element ulegnie uszkodzeniu przy obciążeniu dwukrotnie większym od obciążenia projektowego, i tak dalej.
Różne branże mają różne pomysły na to, jaki powinien być wymagany margines bezpieczeństwa; jedną z trudności związanych ze stosowaniem FoS lub SF jest pewna doza niejednoznaczności. Istnieją jednak pewne ogólne zasady postępowania w wielu branżach. Oczywiście, jeżeli konsekwencje awarii są znaczące, takie jak utrata życia, szkody osobowe lub straty materialne, wyższy FoS będzie wymagany przez projekt lub prawo. Inną kwestią jest koszt: ile dodatkowo kosztuje osiągnięcie określonego FoS dla każdej części i czy jest to opłacalny model biznesowy?
Inne czynniki do rozważenia przy projektowaniu części z myślą o bezpieczeństwie
Zależnie od zamierzonego zastosowania produktu, zarówno projekt ogólny, jak i poszczególne komponenty muszą być ocenione jak najdokładniej pod kątem przewidywanych warunków. Poniższe rozważania mogą pomóc inżynierom projektantom uwzględnić rzeczywiste warunki i stworzyć lepszy produkt.
- Intensywność koncentracji naprężeń; które komponenty będą poddawane bardziej intensywnym naprężeniom, częściej?
- Czy cykle termiczne lub ekspozycja na ekstremalne temperatury stanowią problem? Jak to wpływa na funkcjonalność lub materiały, które mają być użyte?
- Czy planowana konserwacja może mieć miejsce? Czy będzie się ona odbywać regularnie i czy za każdym razem będzie podobnej jakości?
- Czy kombinacja użytych materiałów osłabia czy wzmacnia ogólną konstrukcję?
- Czy istnieje prawdopodobieństwo, że zużycie będzie przyspieszone w wyniku użytkowania przez konsumenta (np. regularne przekraczanie znamionowej pojemności, itp.) Czy istnieją mechanizmy kontrolne, które pomagają temu zapobiec?
- Czy konstrukcja lub komponent jest narażony na pogorszenie jakości poprzez korozję?
Creative Mechanisms równoważy wszystkie rozważania, aby tworzyć rozwiązania dla złożonych problemów
Kiedy zwrócisz się do nas z pomysłem, nasz zespół rozważy koncepcję pod każdym kątem: jak osiągnąć określony FoS, jak projektować dla doskonałości i jak znaleźć właściwą równowagę dla funkcji, bezpieczeństwa, kosztów produkcji i satysfakcji konsumenta. Mamy duże doświadczenie w wielu branżach i możemy być świetnym partnerem dla Twojego kolejnego pomysłu. Prosimy o kontakt z nami z pytaniami lub komentarzami, i dziękujemy za czytanie naszego bloga!
