
【化】 safe allowable stress
safety; security; sureness
【經】 safety
【化】 allowable stress
安全容許應力(Allowable Stress / Safe Working Stress)是工程設計和材料力學中的核心概念,指材料或構件在保證結構安全、不發生失效的前提下,允許承受的最大應力值。該值通常基于材料的極限強度(如屈服強度或抗拉強度)除以一個大于1的安全系數(Factor of Safety)确定,以确保在實際使用中留有充分的安全裕度。
中文解析
“安全”強調避免失效風險,“容許”指可接受的範圍,“應力”表示單位面積所受内力。因此,“安全容許應力”即工程結構安全運行所允許的應力上限。
英文對應術語
安全容許應力((sigma{text{allow}}))的确定公式為:
$$
sigma
其中:
示例:
若Q235鋼材屈服強度 (sigmay = 235 text{MPa}),安全系數 (n = 1.5),則:
$$ sigma{text{allow}} = frac{235}{1.5} approx 157 text{MPa} $$
通過限制實際應力低于容許值,預防塑性變形、斷裂或失穩(如橋梁、壓力容器)。
各國标準(如中國GB 50017、美國AISC)均規定不同材料的容許應力值,作為強制設計基準。
過高的安全系數導緻材料浪費,過低則危及安全,需權衡風險與成本。
定義安全容許應力為“在保證結構安全條件下允許的最大工作應力”。
Allowable Stress是“基于材料強度除以安全系數的設計應力限值”(ASCE 7-22标準)。
強調容許應力需考慮載荷不确定性、材料缺陷及計算模型誤差。
術語 | 含義 | 與安全容許應力的關系 |
---|---|---|
極限應力 | 材料失效時的臨界應力(如(sigma_y)) | 容許應力的計算基礎 |
工作應力 | 實際載荷産生的應力 | 必須 ≤ 安全容許應力 |
安全系數 | 設計裕度的量化比值 | 決定容許應力的關鍵參數 |
通過以上定義與工程邏輯,安全容許應力是連接材料性能與實際設計的核心安全阈值,其科學設定直接關乎工程可靠性。
安全容許應力(Permissible Safety Stress)是工程設計和材料力學中的重要概念,指材料或結構在保證安全性的前提下允許承受的最大應力值。以下是詳細解釋:
安全容許應力通過材料的極限強度(材料能承受的最大應力)除以安全系數得到。其公式為: $$ sigma{text{allow}} = frac{sigma{text{極限}}}{K} $$ 其中,( sigma_{text{allow}} )為安全容許應力,( K )為安全系數(通常大于1)。這一設計旨在為材料提供安全裕度,避免實際荷載、材料缺陷等不确定性導緻失效。
安全容許應力是工程安全設計的基石,通過限制實際應力低于材料極限強度,結合安全系數保障結構可靠性,但其經驗性方法需結合現代設計理論(如極限狀态設計)優化。
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