
【化】 safe allowable stress
safety; security; sureness
【经】 safety
【化】 allowable stress
安全容许应力(Allowable Stress / Safe Working Stress)是工程设计和材料力学中的核心概念,指材料或构件在保证结构安全、不发生失效的前提下,允许承受的最大应力值。该值通常基于材料的极限强度(如屈服强度或抗拉强度)除以一个大于1的安全系数(Factor of Safety)确定,以确保在实际使用中留有充分的安全裕度。
中文解析
“安全”强调避免失效风险,“容许”指可接受的范围,“应力”表示单位面积所受内力。因此,“安全容许应力”即工程结构安全运行所允许的应力上限。
英文对应术语
安全容许应力((sigma{text{allow}}))的确定公式为:
$$
sigma
其中:
示例:
若Q235钢材屈服强度 (sigmay = 235 text{MPa}),安全系数 (n = 1.5),则:
$$ sigma{text{allow}} = frac{235}{1.5} approx 157 text{MPa} $$
通过限制实际应力低于容许值,预防塑性变形、断裂或失稳(如桥梁、压力容器)。
各国标准(如中国GB 50017、美国AISC)均规定不同材料的容许应力值,作为强制设计基准。
过高的安全系数导致材料浪费,过低则危及安全,需权衡风险与成本。
定义安全容许应力为“在保证结构安全条件下允许的最大工作应力”。
Allowable Stress是“基于材料强度除以安全系数的设计应力限值”(ASCE 7-22标准)。
强调容许应力需考虑载荷不确定性、材料缺陷及计算模型误差。
术语 | 含义 | 与安全容许应力的关系 |
---|---|---|
极限应力 | 材料失效时的临界应力(如(sigma_y)) | 容许应力的计算基础 |
工作应力 | 实际载荷产生的应力 | 必须 ≤ 安全容许应力 |
安全系数 | 设计裕度的量化比值 | 决定容许应力的关键参数 |
通过以上定义与工程逻辑,安全容许应力是连接材料性能与实际设计的核心安全阈值,其科学设定直接关乎工程可靠性。
安全容许应力(Permissible Safety Stress)是工程设计和材料力学中的重要概念,指材料或结构在保证安全性的前提下允许承受的最大应力值。以下是详细解释:
安全容许应力通过材料的极限强度(材料能承受的最大应力)除以安全系数得到。其公式为: $$ sigma{text{allow}} = frac{sigma{text{极限}}}{K} $$ 其中,( sigma_{text{allow}} )为安全容许应力,( K )为安全系数(通常大于1)。这一设计旨在为材料提供安全裕度,避免实际荷载、材料缺陷等不确定性导致失效。
安全容许应力是工程安全设计的基石,通过限制实际应力低于材料极限强度,结合安全系数保障结构可靠性,但其经验性方法需结合现代设计理论(如极限状态设计)优化。
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