安全係數（factor of safety）是工程結構設計方法中用以反映結構安全程度的係數。安全係數的確定需要考慮荷載、材料的力學性能、試驗值和設計值與實際值的差別、計算模式和施工質量等各種不定性。
安全係數涉及工程的經濟效益及結構破壞可能產生的後果，如生命財產和社會影響等諸因素。它與國家的技術水平和經濟政策密切相關。
基本介紹
- 中文名：安全係數
- 外文名：factor of safety
- 用途：反映結構安全程度
- 影響因素：形式，判據，計算方法等
- 取決因素：疲勞強度
- 計算分析：解析法和實驗法
簡介,技術原理,計算分析,應力標準,影響因素,
簡介
安全係數（factor of safety）是工程結構設計方法中用以反映結構安全程度的係數。安全係數的確定需要考慮荷載、材料的力學性能、試驗值和設計值與實際值的差別、計算模式和施工質量等各種不定性。
安全係數涉及工程的經濟效益及結構破壞可能產生的後果，如生命財產和社會影響等諸因素。它與國家的技術水平和經濟政策密切相關。
技術原理
安全係數是進行土木、機械等工程設計時，為了防止因材料的缺點、工作的偏差、外力的突增等因素所引起的後果，工程的受力部分理論上能夠擔負的力必須大於其實際上擔負的力，,即極限應力與許用應力之比，二者之比叫做安全係數。
安全係數是考慮計算載荷及應力準確性、機件工作重要性以及材料的可靠性等因素影響機件強度的強度裕度，其值大於等於1。
計算分析
計算分析方法是對安全係數的一種選取方法。在工作應力計算中，常用解析法和實驗法。例如用材料力學計算，或用有限元法和實驗應力分析方法進行應力分析時，所得的應力有些與實際應力很接近，有些可能有較大的誤差。應力分析的結果越精確，選取的安全係數容許越小，所以不同的計算方法應該採用不同的安全係數。
在半機率極限狀態設計法（見極限狀態設計法）中的安全係數分別用荷載係數和材料強度係數、工作條件係數表達。
在機率極限狀態設計法中，設計式中所列的荷載分項係數、抗力分項係數、荷載組合值係數等，是按失效機率計算值確定的，它們與其他設計方法中憑工程經驗確定的安全係數有區別。
應力標準
屈服準則
在機械設計中，零件或構件所用材料的失效應力與設計應力的比值。大多數結構鋼和鋁合金等塑性材料的應力－應變曲線有明顯的屈服，故規定由塑性材料製成的零件或構件的失效應力為屈服極限，這稱為屈服準則。
斷裂準則
鑄鐵和高強鋼等脆性材料的應力－應變曲線沒有明顯的屈服，故規定由脆性材料製成的零件或構件的失效應力為強度極限，這稱為斷裂準則。在疲勞強度設計中，失效應力採用疲勞極限，安全係數在很大程度上根據設計經驗來確定 。
影響因素
影響安全係數的因素很多。歸納起來有：失效的形式是否弄清 ，是靜載破壞還是疲勞破壞，是屈服準則還是斷裂準則；建立的強度判據是否合理，是應力判據還是壽命判據；採用的計算方法是否精確；製造時的質量控制是否嚴格 ；零件本身的重要性和要求達到的可靠程度等。對於台數少而將來需要不斷增大載荷的機械，應採用較大的安全係數。
此外，製造中的質量控制是保證產品是否達到質量指數的措施，質量控制不嚴，會使產品質量達不到設計要求，實際上等於降低了安全係數。
