Что такое коэффициент безопасности
Перейти к содержимому

Что такое коэффициент безопасности

  • автор:

Коэффициент безопасности

Коэффициенты безопасности — это параметры, используемые для определения размеров устройств.

При разработке устройства необходимо следить за тем, чтобы оно выполняло свои функции безопасным для пользователя образом. Для этого необходимо знать нагрузку, которой он будет подвергаться. Термин «нагрузка» используется в общем смысле: электрическая мощность для электрической цепи, сила для механического устройства,… Это приводит к определению размеров устройства: выбор сечения провода, по которому подается ток, сечения луча. поддерживая конструкцию, .

Однако знания нормальных используемых нагрузок недостаточно: необходимо предвидеть возможность неправильного использования: неосторожность со стороны пользователя, случайная или запланированная перегрузка, отказ детали, непредвиденное внешнее событие и т. Д. Коэффициент безопасности , обычно указываемый s :

  • либо он используется перед расчетом размеров:
    • умножив рабочую нагрузку на s , или
    • разделив максимально допустимую нагрузку на s ;

    Если отметить R сопротивление системы и S (напряжение) напряжения, которым она подвергается, условие валидации, известное как «в предельном состоянии » (ULS), записывается:

    Коэффициенты безопасности определяются «правилами техники» для каждой области, возможно, кодифицированными в стандартах . Если его используют для деления теоретического сопротивления, оно больше или равно 1, и чем выше система плохо определена, тем хуже контролируется среда.

    Мы также иногда используют запас прочности , который равен в с — 1.

    Иногда мы используем обратный коэффициент, k = 1 / s , и тогда валидация записывается:

    S ⩽ k × р \ leqslant к \ раз \ mathrm > .

    Если мы решим установить размер детали на 60% от ее сопротивления, мы получим:

    • k = 60% = 0,6;
    • s = 1 / k = 1,7 (мы никогда не выражаем коэффициент с точностью более одного десятичного знака);
    • маржа m = s — 1 = 0,67 = 67%.

    Если измерить систему с коэффициентом безопасности 5, то мы получим

    • запас прочности m = 4;
    • k = 0,2; система рассчитана на 20% от ее сопротивления.

    Резюме

    • 1 Общее приложение
      • 1.1 Предел применения коэффициента безопасности
      • 1.2 Определение нагрузок и сопротивления
      • 1.3 Предостережение при проектировании
      • 2.1 Значения коэффициентов
      • 2.2 Использование коэффициента
      • 5.1 Внешние ссылки

      Общее приложение

      Предел применения запаса прочности

      Коэффициент запаса прочности — это метод проектирования . Это означает, что это имеет смысл только на стадии проекта, до стадии производства. Таким образом, если мы понимаем, что существующий продукт не соответствует требованиям или имеет сбой, мы не можем полагаться на концепцию коэффициента безопасности для подтверждения его использования; предложение типа «у нас есть провал, но у нас все еще есть запас» не имеет смысла. Если есть дефект или сбой, это происходит потому, что мы находимся за пределами установленного нами запаса прочности, что мы находимся в ситуации, когда, несмотря на применение коэффициента безопасности в проекте, ошибки или исключительные ситуации означают, что фактическое напряжение выше фактического сопротивления (S фактическое > R фактическое ).

      Затем может быть применен унизительный подход, например, путем проведения нового исследования продукта «в том виде, в котором он произведен» (TQF), чтобы подтвердить продолжение его использования или, наоборот, изъятие продукта — например, для механического продукта. , расчет конечными элементами с цифровой моделью, интегрирующей наблюдаемый дефект. При отсутствии такого подхода продукт следует считать несоответствующим и отозвать, либо вернуть в соответствие.

      Определение нагрузок и сопротивления

      Нагрузки, которым подвергается система, указаны в технических характеристиках . Они определяются исходя из ожидаемого нормального использования системы с учетом наихудшего случая (максимальной нагрузки). Мы говорим о «номиналах».

      Исходя из этих номинальных значений, проектировщик должен оценить максимальные значения. Действительно, во время переходных фаз системы — изменения скорости и направления, особенно во время пуска и остановки — нагрузка колеблется. Также должны быть добавлены эффекты окружающей среды: температура, влажность, ветер, вес снега, землетрясение и т. Д. Динамические параметры могут быть заданы спецификациями — например, указанием времени начала или окончания — или другими стандартами или правилами.

      Это приводит к дополнительным нагрузкам, а также к коэффициенту увеличения нагрузки , который аналогичен коэффициенту безопасности, за исключением того, что он направлен на учет ожидаемых нормальных эффектов (но не постоянных), в то время как коэффициенты безопасности предназначены для предотвращения непредвиденных обстоятельств. .

      Кроме того, также необходимо определить сопротивление используемого материала. Это сопротивление может быть задано стандартами или поставщиком материала или сырья, или оно может быть определено тестами, проводимыми внутри компании. Это сопротивление следует должным образом оценить: если материал плохо охарактеризован или если производство плохо контролируется, это приводит к увеличению коэффициента безопасности. Также обратите внимание, что сопротивление зависит от типа нагрузки, например, в механике:

      • прочность на сдвиг ниже, чем при растяжении-сжатии;
      • если деталь подвергается многим циклам использования (обычно несколько сотен тысяч или миллионов), возникают микроповреждения, которые накапливают и ослабляют материал (см. Усталость (материал) ).

      Осторожно при проектировании

      Спецификация определяет, что система должна поддерживать указанную нагрузку C s (указанную нагрузку) . Термин «нагрузка» может обозначать силу тока для электрического проводника, вес, который должен поддерживать конструкцию или поднимать кран, производительность машины, температуру или давление, которым должен выдерживать резервуар или труба, .. .

      Система предназначена для приема нагрузки C c , называемой « расчетной нагрузкой» , которая обязательно больше или равна нагрузке, указанной в спецификациях C s . Фактор безопасности конструкции (фактор конструкции) определяются по формуле:

      s знак равно против час в р грамм е d е против о нет против е п т я о нет против час в р грамм е s п е ´ против я ж я е ´ е знак равно ПРОТИВ против ПРОТИВ s > > cifi > e>>> = >> >>>> .

      Запас прочности относится к доле от расчетной нагрузки, превышающей заданную нагрузку:

      м знак равно против час в р грамм е d е против о нет против е п т я о нет — против час в р грамм е s п е ´ против я ж я е ´ е против час в р грамм е s п е ´ против я ж я е ´ е знак равно ПРОТИВ против — ПРОТИВ s ПРОТИВ s знак равно s — 1 — \ mathrm > cifi > e>> <\ mathrm cifi > e>>> = > — \ mathrm >> <\ mathrm >>> = s-1> .

      Расчетная нагрузка должна быть меньше или равна предельной нагрузке C u , которая является нагрузкой, вызывающей деградацию системы. Между расчетной нагрузкой и предельной нагрузкой система больше не функционирует (ее производительность больше не гарантируется), но пока нет аварии. Таким образом, мы можем определить эффективный коэффициент безопасности или предельный коэффициент (коэффициент безопасности) :

      F о S знак равно против час в р грамм е ты л т я м е против час в р грамм е s п е ´ против я ж я е ´ е знак равно ПРОТИВ ты ПРОТИВ s ⩾ s = > > cifi > e>>> = >> >>> \ geqslant s>

      а также предельный запас (запас прочности) :

      M о S знак равно F о S — 1 = \ mathrm -1> .

      Конечный фактор и маржа измеряют благоразумие дизайна — чрезмерный спрос преднамеренно взят (C s c u ). Конструкция с высоким расчетным коэффициентом безопасности квалифицируется как «консервативная», т. Е. Консервативная; это превышение осторожности может привести к завышению размеров, то есть к деталям, имеющим чрезмерную стоимость и массу по сравнению с требуемыми.

      И наоборот, низкий коэффициент надежности конструкции подразумевает более требовательный контроль процесса, поскольку мы работаем с небольшим запасом:

      • использование квалифицированных исполнителей (сотрудников, временных работников, субподрядчиков), обученных их задачам и осведомленных о вопросах качества и безопасности;
      • владение процессами проектирования, применение хороших дизайнерских практик :
        • Подход к качеству типа ISO 9001 : сбор потребностей клиентов, создание регулярно обновляемых процедур, описывающих процесс проектирования, постоянное улучшение,
        • установление функциональных спецификаций (CdCF),
        • предварительное исследование рисков с использованием подхода типа FMEA ,
        • подход функционального анализа ,
        • подтверждение выбора, например, расчетным путем,
        • отслеживаемость изменений конструкции,
        • подход к безопасности эксплуатации ,
        • написание понятного, полезного и функционального руководства пользователя;
        • качественный подход к производству,
        • квалификация поставщиков, требуя наличия у них самих процедур, или путем тестирования поставленных компонентов (испытания на долговечность),
        • использование высокопроизводительного и обслуживаемого оборудования,
        • отслеживаемость узлов,
        • организация производства, которая не приводит к ошибкам, например подход 5S : «аккуратные» сайты, свободные от ненужного и, следовательно, источник путаницы ( бережливое производство ) , внедрение защиты от дурака,
        • уважение к благополучию работников и окружающей среде ( гигиена, безопасность, окружающая среда ), признак хорошо контролируемого производства и гарантия вовлеченности и внимания на работе;

        Чувствительные системы, отказ которых был бы катастрофическим, часто тестируются перед поставкой; например, резервуар находится под давлением, и проверяется его устойчивость. Очевидно, что испытательная нагрузка C e должна быть больше или равна расчетной нагрузке, но меньше предельной нагрузки, поскольку испытание не должно приводить к ухудшению системы. Итак, у нас есть

        Тестирование добавляет «слой», который еще больше отдаляет расчетную нагрузку от предельной нагрузки; Фактически, используемый коэффициент безопасности можно уменьшить.

        Механическое применение

        Значения коэффициентов

        В механике — в широком смысле: производство котлов , металлоконструкций, машиностроение (проектирование механизмов), автомобилестроение и т. Д. — обычно используются коэффициенты, указанные в следующей таблице.

        Типичные факторы безопасности

        Коэффициент безопасности s Нагрузки на конструкцию Ограничения в конструкции Материальное поведение Наблюдения
        1 ≤ s ≤ 2 регулярный и известный известен проверено и известно постоянный плавный ход
        2 ≤ s ≤ 3 регулярный и довольно известный довольно хорошо известный проверено и известно умеренно обычная работа с небольшими ударами и умеренными перегрузками
        3 ≤ s ≤ 4 умеренно известный умеренно известный непроверенный
        малоизвестный или неопределенный малоизвестный или неопределенный Неизвестный
        • для области гражданского строительства : s = 1,5;
        • дорожная техника: s = 3;
        • для промышленных подъемных устройств, согласно французскому указу от 18 декабря 1992 г .:
          • подъем подъемными цепями: s = 4,
          • металлические компоненты подъемного оборудования (например, крюки, подъемные балки): s = 4,
          • подъем металлическими тросами: s = 5,
          • подъем тканевыми лямками: s = 7;
          • вес умножается на 1,6 для подъема с помощью мостового или козлового крана (т.е. вертикальное ускорение 0,6 g ) и на 1,3 для подъема с помощью крана (вертикальное ускорение 0,3 g ), исключая влияние непогоды и землетрясений; но это определение динамической нагрузки, а не, строго говоря, коэффициента безопасности, однако этот коэффициент увеличен по сравнению с реальностью и, следовательно, несет в себе коэффициент безопасности,
          • для механизмов — коэффициент от 2,5 до 9 в зависимости от категории механизма (по типу движения и по типу устройства),
          • для деталей конструкций — коэффициент в зависимости от условий эксплуатации (без ветра, при ветре, исключительных нагрузках) от 1,1 до 1,5 для деталей из конструкционной стали и более высокий коэффициент для деталей из высокопрочной стали;

          Используя коэффициент

          Подбор размеров конструкций состоит из трех частей:

          • моделирование системы, в частности связей между частями, которое определит тип силы, которой будет подвергаться каждая часть;
          • расчет сил, которым подвергаются детали: расчет статики или динамики ;
          • расчет сил, внутренних по отношению к материалу, для проверки того, что деталь будет сопротивляться: сопротивление материалов .

          Давайте возьмем пример стресса в напряжении . Внутренняя сила, которой подвергается материал, представлена напряжением σ (сигма) , а максимальная сила, которой может подвергаться материал без необратимой деформации, является пределом упругости R e . Условие сопротивления:

          Мы определяем «практический предел расширения» R pe как:

          R pe интегрирует коэффициент безопасности. Таким образом, условие сопротивления:

          В случае напряжения сдвига внутренняя сила, которой подвергается материал, представлена делением τ (тау) , а максимальная сила, которой может подвергаться материал без необратимой деформации, является пределом упругости при сдвиге R, например . Условие сопротивления:

          Мы определяем «практический предел скольжения» R pg как:

          R eg интегрирует коэффициент безопасности. Таким образом, условие сопротивления:

          Пределы упругости R e и R eg являются данными материала, установленными механическими испытаниями . Значение R e сведено в таблицу для наиболее распространенных материалов, а для металлов значение R eg равно

          (см. статью Cercle de Mohr ). Как объяснялось ранее, коэффициент безопасности s зависит от домена.

          Управляйте непредсказуемым

          Есть три способа справиться с непредсказуемым:

          • адаптироваться в реальном времени с помощью динамической системы (например, в случае адаптации к дороге с помощью подвесок ), автомата (измерение параметров и изменение поведения системы) или просто действия человека;
          • пытается количественно оценить неопределенности, это так называемый «статистический» или «стрессоустойчивый» метод;
          • работа с эмпирическими коэффициентами безопасности, так называемый «детерминированный» метод, поскольку расчеты производятся с учетом того, что значения известны.

          Статистический подход требует как времени, так и ресурсов: данные необходимо собирать и обрабатывать. Но это приводит к «экономичным» и менее дорогостоящим системам (от дизайна к стоимости) и менее тяжелым.

          Адаптивный подход требует средств измерения и процесса для корректировки действия. По словам Кристиана Мореля , этот подход, который он описывает как «существенную рациональность», в некоторых случаях может быть иллюзорным и приводить к абсурдным решениям из-за сложности реальных явлений. Применение коэффициентов безопасности, известных как «процедурная рациональность», представляет собой «простые, но строгие правила, которые, безусловно, не устранят риск полностью, но снизят его до уровня ниже, чем тот, который был бы результатом существенной рациональности. «

          Примечания и ссылки

          1. ↑ в форме, распространенной для профессионального бакалавра во Франции, иногда отмечается n , чтобы не путать с областью правого раздела, отмеченной буквой S.
          2. ↑ эти термины следует понимать в широком смысле: это может быть механическое сопротивление, сопротивление электрическому пробою, сопротивление температуре и т. Д.
          3. ↑ J.-L. Fanchon, Guide to Mechanics — Industrial Sciences and Techniques , Nathan, 2001, p. 274
          4. ↑Указ от 18 декабря 1992 г. о тестовых коэффициентах и ​​коэффициентах использования, применимых к машинам, подъемным приспособлениям и другому рабочему оборудованию, подпадающему под действие статьи L. 233-5 Трудового кодекса о предотвращении связанных рисков во время подъемных операций , звеньев (тросы, цепи, стропы) этот коэффициент уже учтен в максимальной рабочей нагрузке (КМУ)
          5. ↑ Европейская федерация погрузочно-разгрузочных работ Раздел I, Правила проектирования подъемных устройств. Классификация и ходатайство рам и механизмов. , т. 2, Курбевуа, FEM Секция I, 1998 г. , стр. 2–16
          6. ↑ FEM классифицирует мои механизмы по 8 категориям (от M1 до M8) в соответствии с ожидаемой продолжительностью использования в течение срока службы оборудования (от менее 200 ч до более 50 000 ч ) и в соответствии с «коэффициентом спектра» (между 0 и 1), что тем более важно, поскольку механизм будет часто использоваться на пределе его выхода из строя;
            коэффициент безопасности колеблется от 2,5 для неактивного троса механизма M1, до 9 для активного троса механизма M8;
            см. Европейскую федерацию погрузочно-разгрузочных работ, раздел I, Правила проектирования подъемных устройств. Классификация и ходатайство рам и механизмов. , т. 2, Курбевуа, FEM Секция I, 1998 г. , стр. 2-8 и 2-9 , и Европейской федерации погрузчиков, раздел I, Правила проектирования подъемных устройств. Расчет и выбор элементов механизмов. , т. 4, Курбевуа, FEM Секция I, 1998 г. , стр. 4-17
          7. ↑ FEM, раздел I, том 2 (1998), раздел 2-3
          8. ↑ Европейская федерация погрузочно-разгрузочных работ Раздел I, Правила проектирования подъемных устройств. Расчет напряжений в раме. , т. 3, Курбевуа, FEM Секция I, 1998 г. , стр. 3-2-1-1
          9. ^ Кристиан Морель , Абсурдные решения II: Как их избежать , Париж, Галлимар, колл. «Гуманитарная библиотека», 2012 г. , 277 с. ( ISBN978-2-07-013508-0 , OCLC50063478 , уведомление BnF п о FRBNF43756899 ) , р. 58-61
          10. ^ Кристиан Морель, op. соч. , п. 60

          Что такое коэффициент безопасности

          Составной (понижающий) коэффициент, применяемый экспертами по оценке риска к NOAEL или другой референтной точке, такой как ориентировочная доза или нижняя доверительная граница ориентировочной дозы (BMDL), чтобы получить референтную дозу, рассматриваемую в качестве безопасной или без ощутимого риска, например допустимое ежедневное поступление или переносимое ежедневное поступление (чтобы рассчитать референтную дозу, NOAEL или другую референтную точку делят на коэффициент безопасности). Значение коэффициента безопасности зависит от характера токсического действия, величины и вида охраняемой популяции и качества доступных токсикологических сведений. См. также «оценочный коэффициент», «коэффициент неопределенности» (ссылка 2)

          A composite (reductive) factor applied by the risk assessment experts to the NOAEL or other reference point, such as the benchmark dose or benchmark dose lower confidence limit, to derive a reference dose that is considered safe or without appreciable risk, such as an acceptable daily intake or tolerable daily intake (the NOAEL or other reference point is divided by the safety factor to calculate the reference dose). The value of the safety factor depends on the nature of the toxic effect, the size and type of population to be protected, and the quality of the toxicological information available. See related terms: Assessment factor, Uncertainty factor. (Ref. 2)

          Руководство по элементным примесям (ICH Q3D)

          Коэффициент безопасности

          Коэффициент безопасности показатель, характеризующий условия движения на конкретном участке дороги (например, в населенном пункте или на кривой в плане) и подходе к нему. Используется для выявления опасных участков дорог.

          • Коэффициент аварийности частный
          • Коэффициент отражения

          Смотреть что такое «Коэффициент безопасности» в других словарях:

          • Коэффициент безопасности — С – коэффициент, определяющий степень повышения контрольной нагрузки по отношению к нагрузке на изделие, соответствующей его расчетной несущей способности. [ГОСТ 8829 94] Рубрика термина: Теория и расчет конструкций Рубрики энциклопедии:… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
          • Коэффициент безопасности — поправочный коэффициент к экспериментальному или расчетному значению взрывоопасности, определяющий предельно допустимую величину этого параметра (концентрации, температуры, давления и т.д.) для данного производственного процесса. EdwART. Словарь… … Словарь черезвычайных ситуаций
          • Коэффициент безопасности — f используется при определении расчётных нагрузок на летательный аппарат Рp по значениям эксплуатационных максимальных нагрузок Рэ и равен: f = Pр/Рэ . К. б. вводится для обеспечения высокого уровня надёжности летательного аппарата по условиям… … Энциклопедия техники
          • коэффициент безопасности — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN safety coefficientfactor of safetyf/s … Справочник технического переводчика
          • коэффициент безопасности — 3.99 коэффициент безопасности (safety class resistance factor): Поправочный коэффициент к значению нагрузки или другого параметра (давления, температуры, концентрации и т.д.), определяющей степень повышения или понижения контрольного значения по… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
          • коэффициент безопасности С — 3.6 коэффициент безопасности С: Коэффициент, определяющий степень увеличения контрольной нагрузки по отношению к нагрузке на изделие, соответствующей его расчетной несущей способности. Источник: ГОСТ Р 54271 2010: Анкеры для контактной сети… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
          • коэффициент безопасности — saugos laipsnis statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. degree of safety vok. Sicherheit, f; Sicherheitsfaktor, m; Sicherheitsgrad, m rus. коэффициент безопасности, m; степень безопасности, f pranc. coefficient de sécurité, m; degré … Radioelektronikos terminų žodynas
          • коэффициент безопасности — saugos faktorius statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. safety factor vok. Sicherheitsfaktor, m; Sicherheitsgrad, m rus. коэффициент безопасности, m pranc. coefficient de sécurité, m; facteur de sécurité, m … Radioelektronikos terminų žodynas
          • Коэффициент безопасности для арматуры частный — gs коэффициент, учитывающий возможные отклонения физического или условного предела текучести арматурной стали ниже, чем fyk (fpk), а также отклонения размеров сечения стержня. [СНБ 5.03.01 02] Рубрика термина: Арматура Рубрики энциклопедии:… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
          • Коэффициент безопасности для бетона частный — gс коэффициент, учитывающий возможность отклонения прочностей бетона fck, fctk ниже нормативных значений, отклонения в геометрических размерах сечений (не превышающие, однако, допустимых) и разницу между прочностью бетона, определяемую на опытных … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
          • коэффициент безопасности зубчатого зацепления — Величина, на которую делят предел выносливости материала для определения допускаемых напряжений при расчёте зубьев на изгиб. [http://sl3d.ru/o slovare.html] Тематики машиностроение в целом … Справочник технического переводчика

          Коэффициенты безопасности труда

          В ряде случаев мероприятия по технике безопасности не приводят к снижению травматизма. В связи с этим возникает необходимость правильной оценки степени безопасности производства. Для объективной и конкретной оценки этого показателя может служить так называемый коэффициент безопасности, представляющий собой отношение количества работающих с соблюдением правил безопасности к числу рабочих, занятых на данном участке, выраженном в процентах:

          Факторы, влияющие на коэффициент

          Коэффициент безопасности устанавливается службой техники безопасности при проверке определенного участка, проводимой один раз в месяц в следующем порядке: без предварительного предупреждения инженер по технике безопасности обходит рабочие места и в заготовленные карточки записывает фамилии работников, нарушающих правила техники безопасности (с указанием характера нарушений) и работающих без нарушения правил безопасности. На основе результатов проверки служба техники безопасности принимает оперативные меры, предупреждающие возникновение несчастных случаев. Для профилактики травматизма немаловажное значение имеет, насколько требовательны инженеры и техники к себе и к рабочим. При посещении объектов наряду с общими вопросами технического руководства они должны проверять степень безопасности работ и выявлять случаи нарушения правил техники безопасности; проверять порядок расследования и учета несчастных случаев; знакомиться с организацией обучения и инструктажа рабочих по технике безопасности; с работой комиссий по охране труда; проверять полноту и качество документации по вопросам охраны труда.

          В условиях непрерывного технического прогресса в строительном производстве необходимо, чтобы работники службы техники безопасности постоянно повышали свою деловую квалификацию, изучали современную технологию строительно-монтажных работ и технику сегодняшнего дня. Одной из перспективных форм повышения деловой квалификации работников службы безопасности являются семинары, которые можно проводить в министерствах, главках и отдельных трестах как по общим вопросам охраны труда, так и по отдельным темам. Наряду с этим, важно организовать постоянное обучение общественных инспекторов и членов комиссий по охране труда. Для них следует организовать семинары и краткосрочные курсы при трестах и главках. Большое значение для повышения уровня охраны труда имеет материальное стимулирование за снижение уровня травматизма. Поощрение может быть отнесено как к отдельным рабочим, так и к бригадам и производиться за работу без нарушения правил техники безопасности в течение определенного периода (квартал, год).

          См. также

          • Безопасность работ на путях
          • Пожарная защита
          • Производственная санитария

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *