Fator De Segurança

A FUNÇÃO DO FATOR DE SEGURANÇA

CONCEITOS DE CONFIABILIDADE

1 – O Propósito dos Fatores de Segurança nos Cálculos de Projeto.

Uma estratégia-chave de projeto é evitar a falha de uma máquina ou de uma estrutura, através da previsão e da correção de cenários de falhas potenciais no estágio de projeto, antes que sejam construídas. Identificando-se o modo de falha provavelmente dominante e tentando-se selecionar o melhor material candidato disponível, os cenários de precisão de falha postulados provêem uma base para a escolha de formas e dimensões de todos os componentes. Na forma idealizada, se os carregamentos, as condições do ambiente e as propriedades dos materiais fossem perfeitamente conhecidos, as formas e as dimensões dos componentes de máquina poderiam ser prontamente determinados assegurando-se que as cargas de operação ou as tensões pertinentes nunca excedessem as capacidades ou as resistências em quaisquer dos pontos críticos da máquina.

As incertezas na seleção de formas, dimensões e materiais que permitem operação segura e confiável devem ser abordadas diretamente. Para alcançar este objetivo da prevenção de falha, um projetista tem duas escolhas: (01) selecionar um fator de segurança que irá assegurar que a resistência ou capacidade mínima serão seguramente superiores a tensão máxima ou à carga para todas as condições previstas, ou (02) definir estatisticamente a resistência ou a capacidade, tensão ou carga, erros de modelagem, variabilidades na fabricação variações no ambiente e na manutenção de operação de modo que a probabilidade de falha possa ser mantida abaixo de um nível aceitável pré-selecionado.

2 – Seleção e Uso de um Fator de Segurança de Projeto

Pd = Valor admissível de projeto para o parâmetro de severidade de carregamento;

Lfm = Nível de falha determinado pelo modo de falha dominante;

Nd = Fator de segurança de projeto escolhido pelo projetista.

2.1 - Normalmente (Mas nem sempre), o parâmetro de severidade de carregamento escolhido será a tensão, e o nível crítico de falha será a resistência crítica do material correspondente ao modo de falha dominante. Assim, uma forma mais usual de formula acima é:

Td = Tensão admissível de projeto;

Sfm = Resistencia à falha do material selecionado;

Nd = fator de segurança de projeto escolhido pelo projetista.

A escolha de um fator de segurança deve ser conduzida com cuidado, uma vez que há consequências inaceitáveis associadas aos valores selecionados, que podem ser tanto muito baixos como muito elevados. Se o valor selecionado for muito baixo, a possibilidade de falha será muito elevados. A seleção de um fator de segurança adequado requer um bom conhecimento de trabalho a respeito das limitações e hipóteses nos modelos de cálculos ou nos programas de simulação utilizados das propriedades pertinentes dos materiais propostos e dos detalhes operacionais da aplicação pretendida.

Para implementar a seleção de um fator de segurança de projeto, consideram-se, separadamente cada um dos oito seguintes fatores de penalização:

1 – A precisão com que podem ser determinadas as cargas, forças, deflexões ou outros agentes indutores de falha;

2 – A precisão com que as tensões ou outros fatores de severidade de carregamento podem ser determinados a partir das forças ou de outros fatores indutores de falha;

3 – A precisão com que as resistências à falha ou outras medidas de falha podem ser terminadas para o material selecionado segundo o modo de falha adequado;

4 – A necessidade de se restringir material, peso, espaço ou custo;

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