تبلیغات
وبلاگ تخصصی طراحی ماشین آلات صنعتی - ضریب اطمینان در طراحی ماشین
وبلاگ تخصصی طراحی ماشین آلات صنعتی
به امید روزی که صنعت ما هویت ما باشد

بسم الله الرحمن الرحیم

ضریب اطمینان چیست ؟به چه عواملی وابسته است؟چگونه باید انتخاب شود؟چه مقداری باید باشد؟این ها سوالاتی است که سعی شده در این مطلب به آن پرداخته شود.زیرا خلا پرداختن به این مفهوم پرکاربرد در سیستم آموزشی کاملا مشهود است.مفهومی که در عملی بودن طراحی و کیفیت طراحی نقشی حیاتی ایفا می کند به طوری که با بررسی سیستم طراحی کشور های صنعتی و نحوه ی انتخاب ضریب اطمینان آنها می توان به قدرت طراحی آنها پی برد.

ضریب اطمینان را می توان از راه های مختلفی بیان کرد.ضریب اطمینان نسبت میان دو کمیت با واحد یکسان است ودر نتیجه همیشه بی بعد می باشد.کمیت هایی ماننداستحکام/تنش،بار بحرانی/بار وارد شده،حد اکثر دور/دور عملی،حداکثر سرعت/سرعت کارکرد.

بیان ضریب اطمینان همیشه براساس ویژگی های بارگذاری به جسم مورد نظر،تعیین می شود.برای مثال بار وارده بر بدنه ی یک مخزن استوانه ای را درنظر بگیرید که هرگز بیشتر از ظرفیتش از مایعی با چگالی ودر بازه دمایی مشخص، پر نخواهد شد.از آنجایی که بار وارده به دیواره های مخزن در طول زمان قابل پیش بینی است،ضریب اطمینان آن را می توان نسبت میان استحکام ماده تشکیل دهنده مخزن و تنش وارده هنگام پر بودن مخزن در نظر گرفت .البته در این مثال باید کاهش ضخامت دیواره در اثر زنگ زدگی در طول زمان را در نظر گرفت.

اگر این مخزن استوانه ای روی پایه هایی که حالت ستون(عمودی)دارند قرار گرفته باشد،ضریب اطمینان برای پایه ها بر اساس نسبت بار بحرانی برای کمانش ستون ها(بر اساس محاسبات) به بار وارده هنگام پر بودن مخزن بدست خواهد آمد.

اگر جسم تحت باری قرار گیرد که به صورت دوره های متناوب نسبت به زمان تغییر کند،ممکن است پدیده خستگی رخ دهد.مقاومت این ماده نسبت به برخی انواع بار گذاری خستگی را می توان به صورت حداکثر تعداد دور تناوب تنش در طول زمان بیان کرد.در چنین شرایطی ضریب اطمینان را می توان به صورت نسبت حداکثر تعداد دور تناوب که انتظار می رود درآن جسم دچار شکست شود(دور بحرانی)به تعداد دور تناوب در طول عمر مورد نظر(دور خواسته شده برای طراحی)، بیان کرد.

برای مثال از ما خواسته شده یک شفت طراحی کنیم که 70000دور کار کند و ما شفتی طراحی می کنیم که 100000دور کار می کند پس ضریب اطمینان ما 1.43می شود.

ضریب اطمینان برای قطعه ای مثل یک قرقره دوار یا یک چرخ طیار(فلایویل)به صورت نسبت حداکثرسرعت بحرانی (در آن سرعت در اثر سرعت بالا سایش زیاد و ارتعاش در قرقره و ضربه رخ میدهد) به سرعت درعمل بیان می شود.

به طور کلی در شرایطی که تنش به صورت خطی تغییر می کند توزیع تنش وارده به جسم قابل پیش بینی است(مانندتنش های کششی و فشاری)،درچنین شرایطی ضریب اطمینانی که از نسبت استحکام /تنش حاصل می شود با ضریب اطمینانی که از نسبت بار شکست/بار وارد شده بدست می آید،نتایجی یکسان خواهند داشت به عبارت ساده ترشرایط در نظر گرفته شده برای تحلیل قطعه و شرایط واقعی کار کرد آن در عمل را می شود یکسان در نظر گرفت.اما درصورتی که تنش به صورت غیرخطی عمل کند مانند کمانش ستون نمی توان از نسبت استحکام /تنش برای محاسبه ضریب اطمینان استفاده کرد(توزیع تنش غیر قابل پیش بینی است) بلکه باید برای آن ستون بار بحرانی رامحاسبه کردونسبت آن با بار واردشده را برای محاسبه ضریب اطمینان استفاده نمود.

یک شرایط پیچیده دیگر زمانی پیش می آید که اندازه بار وارد شده با دقت کافی قابل پیش بینی نباشد.این شرایط به معنای واقعی در تمامی مواقعی که استفاده از دستگاه یا قطعه توسط انسان کنترل شود،رخ خواهد داد.برای مثال،هیچ راهی برای گرفتن جلوی کسی که می خواهد با یک جک دو تن یک کامیون ده تنی را بلند کند وجود ندارد.و هنگامی که جک دچار شکست شود ممکن تولید کننده(وطراح)مورد سرزنش قرار گیرد هر چند که کسی که از جک استفاده کرده عامل این شکست بوده است.در چنین شرایطی که ممکن است کاربر دستگاه را در شرایط فرابار قرار دهد، بایستی یک شرایط فرابار فرضی برای محاسبه یک  ضریب اطمینان دیگر در نظر گرفت.استفاده از برچسب های اخطار در چنین شرایطی ضروری می باشد.

 از آنجایی که شرایطی وجود دارد که ممکن است بیش از یک شرایط برای شکست قطعات و اجزا ماشین ایجادکند، ممکن است بیش از یک ضریب اطمینان برای ماشین بدست آید.کوچک ترین اندازه ضریب اطمینان خطرناک ترین شرایط برای شکست را مشخص می کند.زیرا بیشترین احتمال شکست از آن قسمت وجود دارد.زمانی که ضریب اطمینان برابر 1شود به معنای برابری تنش وارده با استحکام ماده است که دراین حالت شکست رخ می دهد پس ضریب اطمینان همواره باید بزرگتر از یک باشد.

انتخاب ضریب اطمینان

انتخاب ضریب اطمینان اغلب موضوعی کیج کننده برای طراحان تازه کار است.ضریب اطمینان را می توان بر اساس.میزان عدم قطعیت و اطمینان در عملکرد طراح در 

  1. ایجاد مدل تحلیلی و محاسبات
  2. انتخاب و استفاده درست ازتئوری های شکست توسط طراح
  3. میزان تطابق ویژگی های ماده موجود در بازار با ویژگی های داده شده در استاندارد

درنظر گرفت،که باید با دقت انتخاب شود.این که چقدر بیشتر از 1باشد به عوامل مختلفی وابسته است که شامل 

  1. اطمینان ما از مدلی که محاسباتمان را بر اساس آن انجام داده ایم
  2. میزان دانش ما از محدوده باری که در عمل به قطعه وارد می شود
  3. اطمینان ما از اطلاعاتی که برای ویژگی های ماده در اختیار ما قرار دارد

می توانیم موارد فوق با آزمایش های زیر بررسی کنیم :

  • .با آزمایش های کافی برای آزمودن نمونه اولیه ساخته شده(prototype)را انجام دهیم می توانیم میزان اعتبار مدل مهندسی وطراحی خودمان را مشخص کنیم .
  • با انجام آزمایش هایی مانند تست کشش و خستگی و کمانش و... ویژگی های ماده مورد استفاده برای تولید را بدست آوریم و آن را با ویژگی های ماده در استاندارد مطابقت دهیم. 

آنگاه اگر مدل مهندسی و تحلیل های ما با آزمایش با داده های استاندارد مطابقت داشت می توان ضریب اطمینان کوچکتری را انتخاب کردو اگر نه باید ضریب اطمینان بزرگتری در نظر گرفت.

در صورتی که کد اطمینان(ضریب اطمینان پیشنهاد شده توسط استاندارد)موجود نبود،در نظر گرفتن یک ضریب اطمینان مناسب نیاز به دید مهندسی و قضاوت بر اساس تجربه از روی داده ها دارد.یک روش مناسب در این شرایط در نظر گرفتن نسبت بیشترین بار وارده ممکن به حداقل استحکام ماده است.

اگر با هواپیما پرواز می کنی،ممکن است دانستن این موضوع که ضریب اطمینان هواپیمایت بین1.2تا1.5است ممکن آرامش شما را مختل کند.در هواپیما های جنگنده ضریب اطمینان می تواند کوچکتراز1.1 باشد به همین دلیل خلبان ها باید چتر نجات داشته باشند و به همین دلیل حقوق خلبانان هواپیما های آزمایشی بالا است.موشک ها ضریب اطمینان یک دارن زیرا نه خلبانی دارند و نه قرار است بازگشتی داشته باشند.این ضریب اطمینان های کوچک در صنایع هوا فضا ضروری است زیرا باید وزن تا جای ممکن پایین نگه داشته شودو این امر با

  •  تحلیل های پیچیده (اکثرا المان محدود)برای مدلسازی مهندسی،
  • آزمایش مواد مورد استفاده،
  • آزمایشات بسیار روی نمونه های اولیه ساخته شده
  • سرویس های سخت گیرانه برای جلوگیری ازشکست قطعات
امکان پذیر شده است .

پیش بینی این که یک دستگاه در عمل تحت چه نوع بار های قرار می گیرد کاری دشوار است،به ویژه اگر این بار تحت کنترل یک مصرف کننده نهایی(غیر متخصص)و یا طبیعت وارد شود. برای مثال،به چرخ های یک دوچرخه ویا بدنه آن چه نوع بارهای وارد خواهد شد؟این امر شدیدا به سن،وزن و مهارت دوچرخه سوار همچنین استفاده آن در جاده یا زمین ناهموار وابسته است.

مشکلی مشابه برای تولید کنندگان وسایل حمل ونقل مانند خودرو،کشتی وهواپیما وجود دارد.این تولید کنندگان برنامه آزمایشات متنوعی برای تعیین بارهای وارد شده به ماشین هایشان دارند.در زیر نمونه ای از این آزمایشات آورده شده که اولی برای شرایط کلی در کارکرد یک نمونه کلی دومی برای یک کشتی یا سازه کنار ساحل و سومی برای یک هواپیما می باشد.




 

 

برخی رهنمود ها برای انتخاب ضریب اطمینان در طراحی ماشین را می توان بر اساس

  •  کیفیت و دقت داده های مربوط به ویژگی های ماده در دسترس،
  • شرایط محیطی قابل پیش بینیو مقایسه آن با داده های مربوط به تست مواد در آن شرایط مثلا میزان رطوبت محیط وویژگی ها خوردگی ماده مورد استفاده
  • تحلیل تنش های وارده به مدل مهندسی

بدست آورد.

جدول زیر مجموعه ای از ضرایب اطمینان برای مواد نرم است که می توان ماده نرم را درهر از سه دسته بندی زیر در نظر گرفت.این دسته بندی ها بر اساس دانش و قضاوت درمورداطلاعات استفاده شده طراح لیست شده اند.در این حالت ضریب اطمینان برابر بزرگترین مقدار در این سه دسته بندی انتخاب خواهیم کرد.ضریب اطمینان همیشه باید بیش از یک عدد اعشار نداشته باشند.

ضریب اطمینان

کیفیت اطلاعات

اطلاعات

F1

مواد استفاده شده مورد آزمایش قرار گرفتند

 

ویژگی های مواد در دسترس برای آزمایش

1.3

2

نتایج آزمایش باویژگی ماده یکسان است

3

نتایج آزمایش تقریباباویژگی ماده یکسان است

+5

نتایج آزمایش باویژگی ماده اختلاف دارد

F2

شرایط محیط با ویژگی ماده متناسب

 

شرایط محیطی که ماشین قرار است در آن کار کند

1.3

2

با شرایط محیط اتاق(بسته) متناسب است

3

به طور متوسط ماده با محیط در تضاد

+5

به طورشدید ماده با محیط در تضاد

F3

مدل ها مورد آزمایش قرار گرفتند

 

مدل های تحلیلی برای بارگذاری و تنش

1.3

2

مدل ها با دقت بالا

3

مدل ها با تقریب های مناسب

+5

 مدل ها با تقریب های نامناسب


با استفاده از جدول و رابطه زیر ضریب اطمینان بدست می آید:

(Nductile=MAX(F1,F2,F3

در استفاده ازمواد ترد یک نگرانی دیگر وجود دارد.این نگرانی ناشی از آن است که مواد ترد باید بر اساس استحکام نهایی طراحی می شوند و رسیدن به مرحله شکست در آنها به معنای گسستن قطعه است.مواد نرم تحت بار های استاتیکی بر اساس استحکام تسلیم طراحی  می شوندوانتظار می رود قبل از شکست از خود نشانه های مانند کرنش نشان دهند اگر چه وجود ترک می تواند مانع بروز این نشانه ها شود.بنابراین ضریب اطمینان برای مواد ترد دو برابر مقدار ضریب اطمینان مواد نرم در شرایط یکسان در نظر گرفته می شود.که از رابطه زیر بدست می آید:

(Nbrittle=2*MAX(F1,F2,F3

این روش انتخاب ضریب اطمینان تنها یک راهبرد و استراتژی برای درک این مطالب و این که چطور باید ضریب اطمینان را انتخاب کرد،می باشد.ایمنی دستگاه در طراحی بزرگترین مسولیتی است که بر دوش طراح است وطراح می تواند براساس شرایط کارکرد دستگاه ضرایبی بزرگتراز موارد فوق را انتخاب کند.

طراحی و ضرایب اطمینان پیشنهادی

بسیاری از جوامع مهندسی و آژانس های دولتی ضرایب اطمینانی خاص را برای زمینه های مختلف در طراحی تدوین و ارائه نموده اند.بیشتر آنها به صورت پیشنهادی هستند اما در برخی موارد اجباری می باشند. ASME راهبرد هایی برای انتخاب ضریب اطمینان در زمینه هایی مانند طراحی دیگ های بخار و مخازن تحت فشار پیشنهاد کرده است.تدوین این ضرایب در ایالت ها وشهر های آمریکا صورت گرفته است که معمولا براساس سازه ها،قطعات موجود و قابل دسترسی  برای عموم درآن منطقه تدوین شده اند مانند آسانسور ها و پله های برقی.ضرایب اطمینان موجود برخی اوقات مخصوص و واقعا بزرگ هستند.برای مثال در یکی از ایالات ضریب اطمینان برای پله برقی  برابر 14 است!

اما همیشه در عمل یک تقابل و بالانس میان وزن و قیمت وجود دارد که باید در نظر گرفته شود چون برای دستیابی به آن ضریب اطمینان بالا وزن سازه را باید متناسب با آن افزایش داد که ممکن است واقعا زیاد شود.

بنابراین مهندس طراح باید به این نکات در ضرایب پیشنهادی توجه کند و با توجه به شرایط کاربه یک تعادل میان ضریب اطمینان و سایر شرایط برسد.

در ادامه نام تعدادی از جوامع مهندسی و سازمان های دولتی صنعتی که ضرایب پیشنهادی ارائه کرده اند آورده شده است که می توان این داده ها را از سایت های مربوطه دریافت کرد:

از خوانندگان عزیز می خواهم اگر تمایل دارند در مورد قسمتی از آن توضیحات بیشتری داده شود ویا سوالی دارندویا اشتباهی یافته اند،لطف نموده و به بنده اطلاع دهند.

منابع:

Machine design : an integrated approach  3rd edition  Robbert L Norton 





نوع مطلب :
برچسب ها :
لینک های مرتبط :

دوشنبه 25 شهریور 1392 :: نویسنده : محمد ابراهیمی نژاد
دوشنبه 19 آذر 1397 08:48 ب.ظ
Youu made some reallpy good points there. I looked on the net for more iinfo about the issue and found most people will
go along with your views oon this web site.
یکشنبه 18 آذر 1397 12:08 ق.ظ
I'm excited to discover this site. I need to to thank youu foor ones time jjust for this fantastic read!!
I definitrly loved every biit of it and i akso have you bookmarked to check out
new stuff onn your website.
شنبه 17 آذر 1397 04:26 ب.ظ
Hi there mates, its enormous piece of writing regarding cultureand entirely
defined, keep it up all the time.
شنبه 17 آذر 1397 03:33 ب.ظ
I'd like too find out more? I'd care to find out more details.
پنجشنبه 15 آذر 1397 06:22 ب.ظ
Thankfulness to my father who told me about this weblog, this webpage is really amazing.
پنجشنبه 15 آذر 1397 01:53 ق.ظ
I all the time used to study pikece of writing inn news papers but now as I amm a user of net so from now I am using net forr articles, thanks too web.
چهارشنبه 14 آذر 1397 07:16 ب.ظ

Wow a lot of excellent information.
venta de cialis canada generic cialis review uk cialis farmacias guadalajara overnight cialis tadalafil generic cialis 20mg tablets cialis cost safe site to buy cialis online cialis for sale in europa only best offers cialis use cialis side effects
چهارشنبه 14 آذر 1397 05:36 ق.ظ

Amazing posts. Kudos!
ou trouver cialis sur le net cipla cialis online generic cialis pill online cilas prezzo cialis a buon mercato cialis generico cialis farmacias guadalajara generic cialis in vietnam cialis 30 day trial coupon cialis kamagra levitra
سه شنبه 13 آذر 1397 06:20 ب.ظ

Very good advice. Thanks a lot.
where to buy cialis in ontario best generic drugs cialis sialis discount cialis cialis kamagra levitra cialis canada on line cialis 05 cialis herbs prices on cialis 10 mg female cialis no prescription
سه شنبه 13 آذر 1397 07:10 ق.ظ

Excellent forum posts. Cheers.
generic cialis pill online we recommend cheapest cialis weblink price cialis cialis australia org cialis generika in deutschland kaufen calis interactions for cialis cialis 50 mg soft tab cialis daily canadian cialis
سه شنبه 13 آذر 1397 04:14 ق.ظ
Hi there mates, its fantastic post regarding tutoringand fully explained, keep it up all the
time.
سه شنبه 13 آذر 1397 01:48 ق.ظ
Wonderful article! That is the type oof info that are
meant tto be shared across the web. Disgracde on the search engines for
no longer positioning this publish higher! Come on over annd talk over with my web site .
Thank you =)
سه شنبه 13 آذر 1397 01:15 ق.ظ
Hey I am so grateful I found your blog, Ireally found you by accident,while I was looking on Yahoo forr something else, Nonetheless
I am here now and would just like tto say kudos for a marvelous post and a all round thrilling blog (I
also love the theme/design), I don't hae time to go through it all at
thhe moment but I have bookmarked it annd also added iin your RSS feeds, soo when I have time I will bee back
to read more, Please do keep up the excellent work.
دوشنبه 12 آذر 1397 07:11 ب.ظ

Beneficial stuff. Thanks!
cialis tadalafil online buy cialis online cialis pills boards cialis super acti cialis daily cialis tadalafil online cialis 5mg billiger how do cialis pills work no prescription cialis cheap cialis price in bangalore
یکشنبه 11 آذر 1397 06:42 ب.ظ

With thanks! A lot of tips.

free cialis cialis canadian drugs fast cialis online cialis pills in singapore generic cialis 20mg tablets cialis therapie cialis generico postepay safe site to buy cialis online look here cialis cheap canada tadalafil tablets
یکشنبه 11 آذر 1397 03:15 ب.ظ
When I initislly commented I clicked thhe "Notify me when new comments are added" checkbox aand now each time a comment is added I get several e-mails with the same comment.
Is there any way you can remove people from that service?
Appreciate it!
یکشنبه 11 آذر 1397 06:20 ق.ظ

You mentioned it adequately!
cialis tablets cialis et insomni try it no rx cialis where to buy cialis in ontario buy brand cialis cheap cialis manufacturer coupon only now cialis 20 mg purchase once a day cialis miglior cialis generico cialis 5mg
یکشنبه 11 آذر 1397 05:27 ق.ظ
Tremendous issues here. I'm very satisfied to see your article.
Thanks so much and I'm having a look forward to contact you.

Will you please drop me a e-mail?
شنبه 10 آذر 1397 07:04 ب.ظ

Amazing data. Thank you.
we use it cialis online store cialis dosage amounts click here to buy cialis cialis generico milano low cost cialis 20mg tarif cialis france 5 mg cialis pharmacie en ligne the best site cialis tablets walgreens price for cialis generic cialis levitra
شنبه 10 آذر 1397 05:58 ق.ظ

This is nicely put! .
warnings for cialis cialis savings card cialis soft tabs for sale buy cialis sample pack tadalafil tablets buy name brand cialis on line we recommend cialis info generic cialis in vietnam cialis herbs cialis 100mg suppliers
جمعه 9 آذر 1397 06:41 ب.ظ

Seriously quite a lot of superb material!
generic cialis pro cialis baratos compran uk cialis online napol cialis generico milano cialis billig cialis per paypa cialis dosage cialis online deutschland callus cialis side effects
جمعه 9 آذر 1397 04:10 ب.ظ
Hi! Do you know if they make any plugins to help with Search Engine
Optimization? I'm trying to get my blog to rank for some targeted keywords but I'm
not seeing very good results. If you know of any please share.
Thanks!
جمعه 9 آذر 1397 01:04 ب.ظ
hey there and thank you for your info – I have certainly picked up anything new from right here.
I did however expertise a few technical issues using this website, since I experienced to
reload the web site lots of times previous to I could
get it to load properly. I had been wondering if your web host is OK?
Not that I am complaining, but slow loading instances times will often affect your placement in google
and could damage your quality score if ads and marketing with
Adwords. Well I am adding this RSS to my email and
can look out for a lot more of your respective intriguing content.
Make sure you update this again soon.
جمعه 9 آذر 1397 06:54 ق.ظ

Thanks a lot! Quite a lot of postings!

link for you cialis price cialis pills price each cialis reviews we recommend cialis info cialis side effects dangers tadalafil 20mg buy online cialis 5mg tarif cialis france enter site natural cialis interactions for cialis
جمعه 9 آذر 1397 02:59 ق.ظ
After I initially commented I seem to hafe clicked on the -Notify me
when neew comments are added- checkbox and now whenever a comment is added I recieve four emails with the
same comment. Perhaps there is a mans you can remove mme from that service?
Many thanks!
پنجشنبه 8 آذر 1397 07:40 ب.ظ

Many thanks! Numerous info!

buy name brand cialis on line cuanto cuesta cialis yaho generic cialis review uk cialis pills boards venta de cialis canada cialis 05 cialis baratos compran uk buying cialis on internet online cialis purchasing cialis on the internet
پنجشنبه 8 آذر 1397 07:57 ق.ظ

With thanks. Lots of material!

generic low dose cialis prix cialis once a da tadalafilo cialis generico lilly buying brand cialis online calis brand cialis nl pastillas cialis y alcoho cialis rezeptfrei wow look it cialis mexico
پنجشنبه 8 آذر 1397 05:28 ق.ظ
Hi there mates, how is everything, and what
you want to say regarding this paragraph, in my view itss really awesome
in favpr of me.
پنجشنبه 8 آذر 1397 03:28 ق.ظ
Did you know that my lists can be used with GSA? They can. I’m always working hard to improve the quality of my lists.
Check them out and see if you can put them to good use. Thanks for visiting my site and have
a great day.
چهارشنبه 7 آذر 1397 07:03 ب.ظ

Regards. A lot of postings.

we choice cialis uk cialis flussig tadalafilo cialis cost generic cialis in vietnam viagra vs cialis low dose cialis blood pressure tadalafil generic cialis for sale in europa cilas
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


نمایش نظرات 1 تا 30
درباره وبلاگ


این وبلاگ با هدف به اشتراک گذاری دانش و تجربیات در زمینه طراحی ماشین آلات صنعتی ایجاد شده است تا با بیاموزیم تنها با هم می توانیم صنعت را بسازیم.

مدیر وبلاگ : محمد ابراهیمی نژاد
نظرسنجی
نظرتان در مورد مطالب ارائه شده چیست؟








آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
امکانات جانبی