Współczynnik bezpieczeństwa

Współczynnik bezpieczeństwa n - stosowana w inżynierii liczba niemianowana mówiąca, ile razy naprężenie σ występujące podczas normalnej pracy konstrukcji jest mniejsze od naprężenia niebezpiecznego σ_n.

$n={\sigma_n \over \sigma}$

Podczas projektowania wprowadza się współczynnik bezpieczeństwa, ponieważ z reguły nie jest możliwe dokładne określenie wszystkich możliwych obciążeń konstrukcji, metody obliczeniowe cechuje pewien błąd, materiały nie są idealnie jednorodne a ich parametry cechuje pewien rozrzut, mogą wystąpić niedokładności związane z technologią wykonania, a elementy ulegają zużyciu, korozji itp.

Współczynnik bezpieczeństwa jest to liczba większa od jedności mówiąca ile razy wielkość dopuszczalna jest mniejsza od wielkości uznawanej za niebezpieczną. Stosowany jest w odniesieniu do naprężeń obciążeń i stanowi przedmiot szeregu norm, szczególnie duże wartości osiąga w obliczeniach stateczności. Współczynnik bezpieczeństwa jest zmienny i wynosi od 1,5 do 3 dla materiałów elastycznych i od 8 do 12 dla materiałów kruchych, uwzględnia wartości technologiczne, warunki pracy i dopuszczalne błędy.

Warunki współczynników bezpieczeństwa:

• jednorodność materiału
• jakość wykonania
• naprężenia wstępne w czasie procesu technologicznego np. kucia, odlewu, spawania
• obciążenia przewidywane i przypadkowe
• czynnik niedoskonałości ludzkiej
• niedoskonałość metod obliczeniowych
• wpływ czasu pracy- procesy korozji, ścierania, wietrzenia
• zmęczenie materiału
• spiętrzenie naprężeń

Współczynnik bezpieczeństwa dla obciążeń stałych dobiera się:

• dla stali konstrukcyjnej x=2,0-2,3
• dla stali sprężynowej x=1,6
• dla żeliwa x=3,5

Aby określić współczynnik bezpieczeństwa należy ustalić następujące czynniki:

• stopień znaczenia części dla pewności działania maszyny
• poprawność przyjętego schematu obciążeń przy obliczeniach wytrzymałościowych
• prawidłowość uwzględnienia rodzaju obciążenia (stale, zmienne)
• pewność odnośnie do materiału
• przewidywana jakość wykonania
• kształt części i stan jej powierzchni

Współczynnik bezpieczeństwa zależy od rodzaju zastosowanego materiału, przeznaczenia zastosowanego elementu, czasu pracy, warunków pracy, grubości materiału itd. Obliczeniowy współczynnik wytrzymałościowy złącza spawanego składa się z dwóch elementów $z=z_1 \times z_{dop}$. z₁ zależy od rodzaju połączenia spawanego, z_dop zależy od technologii wykonania spoiny. Współczynnik ten przyznawany jest poszczególnym zakładom przez Urząd Dozoru Technicznego.

Zobacz też: Częściowy współczynnik bezpieczeństwa