17.8 : Рассмотрение дизайна

Проектирование конструкции включает в себя ряд соображений, в первую очередь предел прочности материала, рассчитанный с помощью испытаний, которые измеряют изменения под действием увеличенной силы до тех пор, пока материал не достигнет точки разрушения или предела. Предельная нагрузка, при которой материал разрушается, делится на его первоначальную площадь поперечного сечения, что даёт предельное нормальное напряжение или прочность. Предельное напряжение сдвига является ещё одним важным фактором, принимаемым во внимание.

Фактор безопасности – это ещё один ключевой аспект, который связывает предельную нагрузку с допустимой нагрузкой. Это обеспечивает буфер несущей способности для безопасной эксплуатации. Выбор коэффициента безопасности требует учёта изменений свойств материала, различных типов потенциальных отказов, неопределённостей в аналитических методах, будущего износа, структурной важности и риска для жизни и имущества. Слишком малый коэффициент безопасности может привести к отказу, тогда как слишком большой может привести к неэкономичным или нефункциональным конструкциям.

Традиционно используется метод допустимых напряжений, который объединяет все неопределённости в единый коэффициент запаса. Однако альтернативный метод, метод расчёта коэффициентов нагрузки и сопротивления, различает неопределённости, связанные с конструкцией и её нагрузкой, а также различает статические и динамические нагрузки.