Biztonsági tényező

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2019. május 5-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 4 szerkesztést igényelnek .

A biztonsági tényező egy olyan érték, amely azt mutatja meg, hogy egy szerkezet mennyire képes ellenállni a számított terhelések feletti terheléseknek. A biztonsági határ megléte további megbízhatóságot biztosít a szerkezetnek, hogy elkerülhető legyen a károsodás és tönkremenetel lehetséges tervezési, gyártási vagy üzemeltetési hibák esetén.

A biztonsági tényező általános képlete a következő:

$n={\frac {S}{T))$

ahol a vizsgált mennyiség legnagyobb megengedett értéke (erő, feszültség , elmozdulás stb.); Az értéket az anyag mechanikai vizsgálata során kaptuk. $S$

$T$ ennek a mennyiségnek a számított értéke.

Az értéket a tervezési teljesítmény kritériumának megfelelően választják ki.

A teljesítménykritérium akkor teljesül, ha

$n>\left[n\right]$ ,

ahol a minimálisan megengedett biztonsági tényező. $\left[n\right]$

Nincsenek szigorú módszerek az elfogadható biztonsági tényezők kiválasztására, mivel a tényező a szerkezet működését befolyásoló összes tényező tudatlanságának mértéke. A választás a hasonló szerkezetek üzemeltetési tapasztalatai alapján történik. Minden iparágnak megvannak a saját szabályozásai, amelyek meghatározzák az elfogadható biztonsági tényezőket. A szerkezet súlyára vonatkozó szigorú követelmények miatt a legkisebb együtthatók a repülőgépiparban használatosak. Nagyon nagy tartalékokat (körülbelül 4 ... 6) használnak emelőberendezésekhez , különösen emberek szállításához (utasfelvonó kábel esetén az együttható eléri a 10-et).

A kapcsolódó mennyiségeket a nyugati irodalom is használja:

$s=n-1$ ( biztonsági határ );
$RF={\frac {1}{n))$ ( fordított tényező ).

A mechanikában

A teljesítménykritériumoktól függően

A mechanikában a következő teljesítménykritériumokat használják:

Erő:
- A megengedett feszültségek szerint;
- Végső terheléshez;
deformálhatóság;
Alak stabilitása:
- Tábornok;
- helyi;
Pozíció stabilitás :
- Csúszásálló;
- Billenő ellenállás;
Más szerkezetekre gyakorolt hatás;
Funkció végrehajtása.

Fontolja meg a biztonsági tényező kiszámítását ezen kritériumok mindegyikéhez.

Tartósság

A megengedett feszültségek szilárdságának kiszámításakor a biztonsági tényezőt a következő képlet alapján számítják ki:

$n={\frac {R_{c}}{R_{max}}}$

hol van a maximális feszültség a test térfogatában; ${\displaystyle R_{max))$

$R_{c}$ - megengedett feszültség.

A maximálisan felvehető feszültség:

Normál feszültség;
nyírófeszültség;
egyenértékű feszültség.

A következők tekinthetők megengedett feszültségnek:

Termőerő ,
Szakítószilárdság (szakítószilárdság),
A hosszú távú erő határa ,
kúszási határ .

Ebben az esetben a megengedett feszültségek kísérletileg kapott értékei korrekciós tényezőkkel szorozhatók különböző tényezőktől függően. Tehát a térkomplexumok felszerelésének a GOST R 51282-99 követelményei szerint történő kiszámításakor egy olyan együtthatót vezetnek be , amely a feszültség állapotától függ ( vékony szakaszok hajlítása , masszív szakaszok hajlítása, zúzás stb.) [ 1] . $K_{{sp}}$

A végső terhelések szilárdságának kiszámításakor a biztonsági tényezőt a következő képlettel számítják ki:

$n={\frac {R_{c}}{R_{max}}}$

hol van a tervezési terhelés; ${\displaystyle R_{max))$

$R_{c}$ - kritikus terhelés, amely a tervezés megsértéséhez vezet (határállapot ) . Tehát a műanyag tartományban történő hajlítási gerendák kiszámításakor azt a terhelést veszik figyelembe, amely megfelel bármely szakasznak a műanyag állapotba való átmenetének ( műanyag csuklópánt ). $R_{c}$

A szilárdsági elemzés megengedett biztonsági tényezője a következő tényezőktől függhet:

A szerkezeti hibák kritikussága;
A szakítószilárdság és a folyáshatár kapcsolata. Minél közelebb vannak, annál nagyobbnak kell lennie a margónak;
A keményedő hőkezelés jelenléte és minőségi ellenőrzésének mértéke. Hőkezelés jelenlétében a megengedett feszültségek nőnek, de terjedésük is nő, a feldolgozás minőségétől függően;
Kedvezőtlen irányú terhelési eltérések elszámolása.

Alakstabilitás

A biztonsági tényezőt a következő képlettel számítják ki:

$n={\frac {P_{cr}}{P}}$

hol van a tervezési terhelés; $P$

$P_{cr}$ - a stabilitás elvesztésének vagy a rendszer új egyensúlyi formáinak lehetőségének megjelenésének megfelelő terhelés.

Több terhelés (erők, nyomatékok, nyomások stb.) hatására a legkisebb számot veszik olyannak, hogy egyidejű terhelés esetén a stabilitás elvesztése lehetséges. ${\displaystyle P_{1},P_{2},...P_{k))$ $n$ ${\displaystyle n\cdot P_{1},n\cdot P_{2},...n\cdot P_{k))$

Deformálhatóság

A deformálhatóság biztonsági tényezőjét a következő képletekkel számítják ki:

${\displaystyle n_{d}={\frac {[\Delta ]}{\Delta _{e))))$ vagy ${\displaystyle n_{d}={\frac {[\Theta ]}{\Theta _{e))))$

ahol - megengedett elmozdulások és elfordulási szögek, ill. $[\Delta ],[\Theta ]$

${\displaystyle \Delta _{e},\Theta _{e))$ - elmozdulások és elfordulási szögek a tervezési pontban.

Fenntarthatóság

A borulás elleni stabilitás kiszámításakor a biztonsági tényezőt a következő képlettel számítjuk ki:

$n={\frac {M_{v}}{M_{o}}}$

ahol az adott borulási élhez viszonyított visszaállító nyomaték, az ehhez az élhez viszonyított felborító nyomaték. $M_{v}$ $M_{o}$

A csúszásgátló kiszámításakor a biztonsági tényezőt a következő képlettel számítjuk ki:

${\displaystyle n={\frac {P_{sc}}{P_{sdv))))$

ahol a tapadási erők eredője egy adott csúszósíkban, a nyíróerők eredője ebben a síkban. ${\displaystyle P_{sc))$ ${\displaystyle P_{sdv))$

Az autó tengelykapcsolójához a tengelykapcsoló biztonsági tényezőjét kiszámítják:

$n_{sc}={\frac {M_{tr}}{M_{kr}}}$

hol van a súrlódási erők nyomatéka a tengelykapcsolóban; ${\displaystyle M_{tr))$

${\displaystyle M_{kr))$ - maximális nyomaték a tengelyen .

Hatások más struktúrákra

A nem-túllépés számítása elvégezhető:

gyorsulások ;
Terhek (erők, nyomatékok);
fajlagos nyomások ;
Mozdulatok.

Normalizálhatók például a rakétatestre ható megengedett erők és nyomatékok a szállítás során a szállítóegység oldaláról. Az autó dinamikájának tanulmányozásakor a vezetőre ható vibrációs gyorsulások normalizálódnak.

Funkció végrehajtása

A hidraulikus hengereknél az erőbiztonsági tényező fogalma a henger által kifejtett terhelés és a külső terhelés aránya : $N$ $R$

$n={\frac {N}{R))$

Munkakörülményektől függően

A szerkezet típusától, meghibásodásának kritikusságától függően a számítás különböző feltételekre végezhető:

munkavállalók;
Határ;
vészhelyzet;
teszt feltételek;
telepítési feltételek;

Az üzemi feltételek befolyásolják a tervezési terhelések és a megengedett biztonsági tényezők megválasztását.

A világítástechnikában

A világítási rendszerek kiszámításakor a biztonsági tényező egy olyan együttható, amely figyelembe veszi a KEO és a megvilágítás működés közbeni csökkenését a fénynyílások, a fényforrások (lámpák) és a lámpatestek áttetsző kitöltésének szennyeződése és elöregedése miatt, valamint a fényerő csökkenését. helyiségfelületek fényvisszaverő tulajdonságai [2] . $K_{\text{3))$

Normatív dokumentumok

Ez a szakasz a különböző kiviteleknél a megengedett biztonsági tényező kiszámítását és kiválasztását szabályozó normatív dokumentumokat tartalmazza.

Építési típus	Előírások
Építési típus	Oroszország	USA	Európai Únió
nyomástartó edények	GOST R 52857.1-2007, GOST 14249-89, GOST 25215-82	ASME kazán és nyomástartó edény kódja	2014/68/EU irányelv (PED) [3]
Rakéta- és űrkomplexumok földi berendezései	GOST R 51282-99
Atomerőművek csővezetékei és berendezései	PNAE G-7-002-86	ASME kazán és nyomástartó edény kódja
fogaskerekek	GOST 21354-87
Gőz- és melegvíz- kazánok és csővezetékek	RD 10-249-98	ASME kazán és nyomástartó edény kódja

Jegyzetek

↑ GOST R 51282-99. Technológiai berendezések rakéta- és űrkomplexumok kilövéséhez és műszaki komplexumokhoz. Tervezési és vizsgálati szabványok . Letöltve: 2015. augusztus 27. Az eredetiből archiválva : 2016. március 4.. (határozatlan)
↑ Építési szabályzatok és szabályok SNiP 23-05-95 "Természetes és mesterséges világítás" (az Orosz Föderáció Építésügyi Minisztériumának 1995. augusztus 2-i N 18-78 rendeletével jóváhagyva) (módosítva és kiegészítve) . Letöltve: 2015. augusztus 28. Az eredetiből archiválva : 2015. július 22. (határozatlan)
↑ Nyomástartó berendezésekről szóló irányelv – Növekedés – Európai Bizottság . Növekedés. Letöltve: 2016. július 26. Az eredetiből archiválva : 2016. július 28.. (határozatlan)

Irodalom

Biztonsági tényező // Vasfa - Sugárzás. - M .: Great Russian Encyclopedia, 2008. - P. 256. - ( Great Russian Encyclopedia : [35 kötetben] / főszerkesztő Yu. S. Osipov ; 2004-2017, 10. v.). - ISBN 978-5-85270-341-5 .
GOST R 51282-99. Technológiai berendezések rakéta- és űrkomplexumok kilövéséhez és műszaki komplexumokhoz. Tervezési és vizsgálati szabványok
GOST R 52857.1-2007. Hajók és eszközök. A szilárdság kiszámításának normái és módszerei. Általános követelmények
ASME kazán és nyomástartó edény kódja
Arrêté du 18 DECEmbre 1992 RELATIF AUX COEFFICIENTS D'EPREUVE ET AUX COEFFICIENTS D'UTILISATION ALKALMAZHATÓ AUX GÉPEK, KIEGÉSZÍTŐK DE LEVAGE ET AUTRES EQUIPEMENTS DE L TRAVAIL SOUMULE 233 .