Запас прочности

Все объекты имеют предел нагрузки (напряжения), зависящий от используемого материала, который представляется как упругость материала или предел прочности. Если сталь имеет предел текучести 40 000 фунтов на квадратный дюйм, то любые нагрузки свыше этого предела приведут к появлению какой-либо остаточной деформации. Если проектируемая деталь не должна сохранять остаточную деформацию вследствие нагружения сверх предела текучести (в большинстве случаев), то максимально допустимая нагрузка в данном случае будет составлять 40 000 фунтов на квадратный дюйм.

Коэффициент запаса прочности является отношением максимально допустимого напряжения к эквивалентному напряжению (по Мизесу) при использовании предела текучести. Для допустимого проекта значение должно превышать 1. (Значение меньше 1 означает наличие постоянной деформации.) При использовании предела прочности на основе максимального основного напряжения определяется запас прочности.

По полученному коэффициенту запаса прочности можно сразу же определить области потенциальной текучести. Результаты эквивалентного напряжения выделены красным цветом в областях максимального напряжения независимо от величины значения. Коэффициент запаса прочности 1 означает, что материал фактически подвержен текучести. Большинство разработчиков стремятся получить коэффициент запаса прочности от 2 до 4 на основе сценария с наибольшей прогнозируемой нагрузкой. Если в некоторых областях наблюдается текучесть, то это не всегда подразумевает брак детали. В таких случаях деталь повреждается только при регулярном приложении максимальной ожидаемой нагрузки. Повторное применение высокой нагрузки может привести к усталостному разрушению, которое невозможно смоделировать с помощью программы анализа напряжения Autodesk Inventor Simulation. Для оценки ситуации всегда следует руководствоваться инженерными принципами.