Le facteur de sécurité est un chiffre utilisé dans les applications structurelles qui fournit une marge de conception par rapport à la capacité de conception théorique. Également connu sous le nom de facteur de sécurité, il tient compte de l’incertitude dans le processus de conception, comme les calculs, la résistance des matériaux, l’utilisation et la qualité. Elle est égale à la résistance du composant divisée par la charge sur le composant. Par exemple, si une machine doit supporter une charge de force de 22 livres (97.86 Newtons) et que le facteur de sécurité est choisi à quatre, la force du composant est de force de 88 livres (391.44 Newtons).
Le nombre choisi comme facteur de sécurité dépend des matériaux et de l’utilisation de l’article. Les normes de l’industrie pour la conception et l’ingénierie spécifient généralement la contrainte admissible ou la résistance ultime d’un matériau donné divisée par le facteur de sécurité, plutôt que d’utiliser un facteur de sécurité arbitraire. En effet, ces facteurs peuvent être trompeurs et sont connus pour impliquer une plus grande sécurité que ce n’est le cas. Un facteur de sécurité de deux ne signifie pas qu’un appareil peut transporter deux fois plus que ce pour quoi il a été conçu.
Même si chaque partie de l’appareil a le même facteur, l’appareil dans son ensemble ne l’égale pas nécessairement. Si une partie est sollicitée au-delà de sa force maximale, la distribution peut être modifiée dans toute la structure et sa capacité à fonctionner peut être affectée. La détermination du facteur de sécurité est un jeu d’équilibre entre réduction des coûts et sécurité. Ce nombre aide les ingénieurs à déterminer les faits concernant la structure de conception et la capacité structurelle de l’appareil.
En général, un facteur de sécurité élevé signifie un composant plus lourd, un matériau plus haut de gamme et une conception améliorée. Un facteur de un signifie que la contrainte est à la limite admissible. Moins d’un signifie un échec probable. Un facteur de sécurité de trois est utilisé lorsque la résistance du matériau est connue dans une limite spécifique, et quatre ou plus est utilisé lorsqu’une partie de la charge de l’appareil est variable.
Cinq ou six sont des facteurs de sécurité typiques lorsque la charge sera alternativement retirée et remise en place, comme avec des tiges de suspension. Six ou plus sont utilisés lorsque les contraintes sont inversées de la tension à la compression, et dix ou plus sont utilisés lorsque les composants de l’appareil subissent des charges de choc répétées. Le nombre peut atteindre une valeur de 40 ou plus lorsque la contrainte est compliquée et la quantité incertaine, comme dans le vilebrequin d’un moteur à marche arrière.