Il fattore di sicurezza è una cifra utilizzata nelle applicazioni strutturali che fornisce un margine di progettazione rispetto alla capacità di progettazione teorica. Conosciuto anche come fattore di sicurezza, consente incertezze nel processo di progettazione, come calcoli, resistenza dei materiali, servizio e qualità. È uguale alla resistenza del componente divisa per il carico sul componente. Ad esempio, se una macchina deve supportare un carico di 22 libbre di forza (97.86 Newton) e il fattore di sicurezza viene scelto su quattro, la resistenza del componente sarà di 88 libbre (391.44 Newton).
Il numero scelto come fattore di sicurezza dipende dai materiali e dall’uso dell’articolo. Gli standard del settore per la progettazione e l’ingegneria di solito specificano lo stress ammissibile o la resistenza ultima di un dato materiale diviso per il fattore di sicurezza, piuttosto che utilizzare un fattore di sicurezza arbitrario. Questo perché questi fattori possono essere fuorvianti ed è noto che implicano una maggiore sicurezza rispetto al caso. Un fattore di sicurezza di due non significa che un apparecchio possa trasportare il doppio di quanto è stato progettato.
Anche se ogni parte dell’apparecchio ha lo stesso fattore, l’apparecchio nel suo insieme non lo eguaglia necessariamente. Se una parte viene sollecitata oltre la sua forza massima, la distribuzione potrebbe essere modificata nell’intera struttura e la sua capacità di funzionare potrebbe essere compromessa. Determinare il fattore di sicurezza è un gioco di equilibrio tra riduzione dei costi e sicurezza. Questo numero aiuta gli ingegneri a determinare i fatti sulla struttura di progettazione dell’appliance e sulla capacità strutturale.
In generale, un elevato fattore di sicurezza significa un componente più pesante, un materiale più raffinato e un design migliorato. Un fattore uno significa che lo stress è al limite consentito. Meno di uno significa probabile fallimento. Un fattore di sicurezza di tre viene utilizzato quando la resistenza del materiale è nota entro un limite specifico e quattro o maggiore viene utilizzato quando una parte del carico dell’apparecchio è variabile.
Cinque o sei sono tipici fattori di sicurezza quando il carico verrà alternativamente tolto e rimesso, come con le aste di sospensione. Sei o maggiore viene utilizzato quando le sollecitazioni vengono invertite da tensione a compressione e dieci o maggiore viene utilizzato quando i componenti dell’apparecchio subiscono ripetuti carichi d’urto. Il numero può raggiungere un valore di 40 o più quando lo stress è complicato e la quantità incerta, come nell’albero motore di un motore in retromarcia.