Koeficient bezpečnosti.Koeficient bezpečnosti.Stanovení odpovídajícího koeficientu bezpečnosti je složitá a odpovědná úloha. Vysoký koeficient bezpečnosti vede zpravidla k bezpečnějšímu návrhu za cenu vyšší hmotnosti a tím i vyšší ceny a naopak. Jedná se o základní inženýrský kompromis "cena versus bezpečnost". Profesní organizace často specifikují minimální koeficienty bezpečnosti pro různé systémy, je však plně v odpovědnosti konstruktéra stanovení takového koeficientu bezpečnosti, který by zaručoval odpovídající bezpečnost při zachování přijatelné ceny. Koeficient bezpečnosti se přitom může pohybovat ve velmi širokém spektru. Pro vojenskou raketu může být vyhovující koeficient blízko 1.0 (jednorázové použití, krátká životnost), vojenské bojové letouny 1.2 (je vybaven padákem, prochází inspekčním procesem), civilní letectví se pohybuje v oblasti 1.5 (inspekční proces, pravidelná údržba). Na druhém konci spektra pak může být například přehrada s koeficientem bezpečnosti vyšším než 20 (životnost mnoho desetiletí, porucha má katastrofické následky).
Pro jednodušší orientaci zde uvádíme některé modely pro stanovení odpovídajícího koeficientu bezpečnosti, které jsou publikovány v odborné literatuře. Pro hlubší pochopení problematiky bezpečnosti a spolehlivosti však doporučujeme studium odborné literatury.
V roce 1948 publikoval svá doporučení pro stanovení min. koeficientu bezpečnosti, jež jsou uvedena v tabulce níže. Koeficient bezpečnosti pro tažné materiály je založen na mezi kluzu. Pro křehké materiály je založen na mezi pevnosti a je dvojnásobný proti hodnotám uváděným pro tažné materiály. Koeficient bezpečnosti pro cyklické zatížení je postaven na mezi únavy. Rázové zatížení vyžaduje min. koeficient bezpečnosti 2, vynásobený koeficientem rázu - zpravidla z rozsahu 1.1-2.0.
Doporučený koeficient bezpečnosti pro tažné materiály založený na mezi kluzu.
| Koeficient bezpečnosti |
Znalost zatížení |
Znalost dovoleného napětí |
Znalost vlastností materiálu |
Znalost prostředí |
| 1.2-1.5 | přesná | přesná | velmi dobrá | plně pod kontrolou |
| 1.5-2.0 | dobrá | dobrá | velmi dobrá | neměnná |
| 2.0-2.5 | dobrá | dobrá | průměrná | běžná |
| 2.5-3.0 | průměrná | průměrná | náhodně testovaná | běžná |
| 3.0-4.0 | průměrná | průměrná | nezkoušená | běžná |
| 3.0-4.0 | neurčitá | neurčitá | neurčitá |
Celková hodnota koeficientu bezpečnosti je kombinací koeficientů bezpečnosti založených na materiálových vlastnostech, přesnosti výpočtového modelu a znalostech pracovního prostředí.
Koeficient bezpečnosti SF
kde SF1, SF2, SF3 je výběr z následující tabulky.
| Koeficient bezpečnosti |
SF1 - Materiálové vlastnosti (z testů) | SF2 - Zatěžovací podmínky (znalost) | SF3 - Pracovní prostředí |
| 1.3 | Dobře známé/ charakteristické | Potvrzené testováním | Stejné jako materiálové testovací podmínky |
| 2 | Dobře aproximované | Dobře aproximované | Kontrolované, pokojová teplota |
| 3 | Slušně aproximované | Slušně aproximované | Mírně náročné |
| 5+ | Hrubě aproximované | Hrubě aproximované | Extrémně náročné |
Doporučuje určit celkový koeficient bezpečnosti jako součin dvou koeficientů.
SF = SF1 * SF2
kde :
Význam parametrů:
| Parametr A | Parametr C | Parametr B | |||
| B=1 | B=2 | B=3 | B=4 | ||
| A=1 |
C=1 C=2 C=3 C=4 |
1.10
1.20 1.30 1.40 |
1.30
1.45 1.60 1.75 |
1.50
1.70 1.90 2.10 |
1.70
1.95 2.20 2.45 |
| A=2 |
C=1 C=2 C=3 C=4 |
1.30
1.45 1.60 1.75 |
1.55
1.75 1.95 2.15 |
1.80
2.05 2.30 2.55 |
2.05
2.35 2.65 2.95 |
| A=3 |
C=1 C=2 C=3 C=4 |
1.50
1.70 1.90 2.10 |
1.80
2.05 2.30 2.55 |
2.10
2.40 2.70 3.00 |
2.40
2.75 3.10 3.45 |
| A=4 |
C=1 C=2 C=3 C=4 |
1.70
1.95 2.20 2.45 |
2.15
2.35 2.65 2.95 |
2.40
2.75 3.10 3.45 |
2.75
3.15 3.55 3.95 |
Kde hodnocení znamená: 1=Velmi dobré; 2=Dobré; 3=Dostatečné; 4=Špatné
| Parametr D | Parametr E | ||
| E=1 | E=2 | E=3 | |
| D=1 D=2 D=3 |
1.0 1.2 1.4 |
1.0 1.3 1.5 |
1.2 1.4 1.6 |
Kde hodnocení znamená: 1=Minimální; 2=Střední; 3=Velmi vážné