FOS - coefficiente di sicurezza

Professione: ingegnerizzatore prodotto-automotive (dream cars)
Software: SW 2009 - Pro/E WF4 - Catia V5 R20 - Matlab - Ansys - TC7 - VPM
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#1
Penso che sia utile parlare del FOS (Factor Of Safety).
Spesso, quando si fa un'analisi FEM, è interessante raffrontare il vaore di Von Mises con il FOS.
Pongo alcune domande a chi ne sa più di me:
1-guardando un il tutorial di Cosmos (che allego) nell'ultima pagina si dice

A factor of safety of 1.0 at a location means that the material is just starting to yield. A factor of safety of 2.0, for example, means that the design is safe at that location and that the material will start yielding if you double the loads on the model.

TRADUCENDO: Un fattore di sicurezza di 1.0 in un punto significa che il materiale sta iniziando lo snervamento. Un fattore di sicurezza di 2.0, per esempio, significa che il modello è sicuro in quel punto e che il materiale inizierà lo snervamento solo se si raddoppia il carico sul modello.

Mi spiegate meglio la frase:confused:
Io pensavo che più si alza il FOS e più si è tutelati.
Esempio se uso un FOS di 9 sono più tutelato da un FOS di 1.
 

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#2
Per applicare il FOS, da quanto ho capito il FEM prende lo sforzo max di von Mises, lo divide per lo sforzo di snelvamento del materiale (yield stress). Il tutto deve essere minore del coefficiente di sicurezza che si sceglie.
giusto:confused:
 

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Whooring

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#3
raffronta lo storzo di von "ogni punto" e lo raffronta allo snervamento e poi ti mette i bei colori che vedi nel grafico.
é la stessa cosa che fai tu a mano solo che prendi il tuo snervamento e so dividi per il coeff di sicurezza che desideri e quindi raffronti il valore di von con in tuo sigma ammissibile.
Non ho ancora provato a variare il coeff su cosmos.
Per caso hai qualche guida o tutoria di cosmosmotion?
 

Whooring

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#4
raffronta lo storzo di von "ogni punto" e lo raffronta allo snervamento e poi ti mette i bei colori che vedi nel grafico.
é la stessa cosa che fai tu a mano solo che prendi il tuo snervamento e so dividi per il coeff di sicurezza che desideri e quindi raffronti il valore di von con in tuo sigma ammissibile.
Non ho ancora provato a variare il coeff su cosmos.
Per caso hai qualche guida o tutoria di cosmosmotion?
 

Vmax

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#5
Il FOS è una di quelle cose che sembrano facili, invece se uno non ci pensa bene...

Permettetemi uno sproloquio di mezzora per fare un post che possa essere utile anche in futuro e anche agli studenti e ai progettisti meno smaliziati, integrazioni o correzioni sono ben accette...

Allora cominciamo: per una struttura o un pezzo si definisce di solito una misura (un numero) in relazione allo stato di sforzo o di deformazione da non superare, oltre il quale il comportamento non è più compatibile alla funzione che deve svolgere.
Se decidiamo di limitare gli sforzi, normalmente si sceglie il così detto sforzo massimo ammissibile di lavoro, che chiamo Smax, di solito (ma non necessariamente, vedi problemi di fatica, o altro...) uguale allo sforzo di snervamento Ssn.
Per rimanere dalla parte della sicurezza, per tener conto di difetti del materiale, lavorazione ed altro, i progettisti generalmente introducono un coefficiente di sicurezza che possiamo calcolare come:
FOS = Smax/Sloc
dove Sloc è lo sforzo massimo calcolato nella struttura/pezzo di interesse. In ogni punto del pezzo fisico possiamo anche immaginare di calcolare il FOS associato, quindi utilizzeremo il valore locale. In merito al valore di sforzo locale da considerare, ricordando che lo sforzo in realtà è un tensore, a seconda della applicazione e della tipologia di materiale si può scegliere una opportuna norma (VonMises, massima componente principale, ...) in relazione alla teoria di fallimento che si considera.
Il valore di FOS, laddove non normato, è abbastanza arbitrario, a discrezione del progettista si va di solito fra 2,5 e 10, a seconda del rapporto fra il rischio ammissibile ed il sovracosto legato all'aggiunta di materiale.
In pratica tu decidi il FOS idoneo alla applicazione, poi verifichi che il rapporto Smax/Sloc sia localmente inferiore o al più uguale al FOS di progetto, se no provvedi le necessarie modifiche alla geometria.

In merito invece alla possibilità teorica per un pezzo o una struttura di sostenere carichi n volte superiori se progettati con FOS=n, non sono affatto d'accordo, mi sembra una semplificazione molto pericolosa: intanto il FOS si utilizza anche per pezzi che lavorano in campo plastico e quindi non lineare, ma anche in campo lineare possono esserci non linearità di altro tipo in grado di invalidare questo discorso!

Per come la vedo io il FOS non nasce affatto come quantificazione delle prestazioni dell'oggetto, bensì come quantificazione del processo progettual-produttivo e del rischio ad esso connesso...

I miei 2 cent...
 
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Matteo

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#6
Il coefficiente di sicurezza è una di quelle cose che non mi capita mai di usare. Nel 99% dei casi lo stesso VonMises è un parametro troppo sintetico e devo visualizzare sul modello gli forzi massimo e minimo proincipale.
 
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#7
Il valore di FOS, laddove non normato, è abbastanza arbitrario, a discrezione del progettista si va di solito fra 2,5 e 10, a seconda del rapporto fra il rischio ammissibile ed il sovracosto legato all'aggiunta di materiale.
Sei stato molto chiaro Vmax, solo una cosa. Quando dici che il valore di FOS va da 2,5 a 10 cosa significa? Che un valore di 2 mi tutela di più:confused:

In una guida di Cosmos scrivono:
A factor of safety of 1.0 at a location means that the material is just starting to yield. A factor of safety of 2.0, for example, means that the design is safe at that location and that the material will start yielding if you double the loads on the model.

TRADUCENDO: Un fattore di sicurezza di 1.0 in un punto significa che il materiale sta iniziando lo snervamento. Un fattore di sicurezza di 2.0, per esempio, significa che il modello è sicuro in quel punto e che il materiale inizierà lo snervamento solo se si raddoppia il carico sul modello.

Mi spiegate meglio la frase:confused:
Io pensavo che più si alza il FOS e più si è tutelati.
Esempio se uso un FOS di 10 sono più tutelato da un FOS di 2. No:confused:
 
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#8
raffronta lo storzo di von "ogni punto" e lo raffronta allo snervamento e poi ti mette i bei colori che vedi nel grafico.
é la stessa cosa che fai tu a mano solo che prendi il tuo snervamento e so dividi per il coeff di sicurezza che desideri e quindi raffronti il valore di von con in tuo sigma ammissibile.
Non ho ancora provato a variare il coeff su cosmos.
Per caso hai qualche guida o tutoria di cosmosmotion?
Ciao Whooring ho visto che usi Cosmos. Gran bel programma:)
Io sono solo all'inizio. Riguardo il Fos e all'immagine allegata. Il valore di FOS che mi presenta Cosmos (nell'immagine 5.673) è un numero che mi consiglia lui. Come se dicesse: "in questo modello ti consiglio un FOS di 5.673". Giusto:confused:

E le opzioni nel Plot Result cosa significano:confused:

grazie mille:)
 

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Whooring

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#9
basta che leggi quello che hai tradotto: fos 1 il materiale inizia a snervarsi (cosa che non deve succedere) fos 2 si snerva solo se applichi il doppio del carico.
é un pò la storia del confronto tra il sigma ammissibile (sigma snervamento/coeff di sicurezza) e sigma presente nel punto che consideri, il sigma trovato deve essere minore o al massimo uguale a quello ammissibile.

Più il coeff. è alto più sei tutelato.

Posso chiederti che studi? non ti offendere ma se chiedi ad un perito cosa sono i coeff di sicurezza ti risponde senza problemi. Poi se mi chiedi se per un dato pezzo è meglio tenere 2 o 5 allora siamo ok.
Comunque per i fos tieni presente quanto detto da Vmax
Ribadisco che con la mia domanda non volevo affenderti ma solo avere chiarimenti
 

Whooring

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#10
basta che leggi quello che hai tradotto: fos 1 il materiale inizia a snervarsi (cosa che non deve succedere) fos 2 si snerva solo se applichi il doppio del carico.
é un pò la storia del confronto tra il sigma ammissibile (sigma snervamento/coeff di sicurezza) e sigma presente nel punto che consideri, il sigma trovato deve essere minore o al massimo uguale a quello ammissibile.

Più il coeff. è alto più sei tutelato.

Posso chiederti che studi? non ti offendere ma se chiedi ad un perito cosa sono i coeff di sicurezza ti risponde senza problemi. Poi se mi chiedi se per un dato pezzo è meglio tenere 2 o 5 allora siamo ok.
Comunque per i fos tieni presente quanto detto da Vmax
Ribadisco che con la mia domanda non volevo affenderti ma solo avere chiarimenti
 
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#11
Posso chiederti che studi? non ti offendere ma se chiedi ad un perito cosa sono i coeff di sicurezza ti risponde senza problemi. Poi se mi chiedi se per un dato pezzo è meglio tenere 2 o 5 allora siamo ok.
Comunque per i fos tieni presente quanto detto da Vmax
Ribadisco che con la mia domanda non volevo affenderti ma solo avere chiarimenti
disegno indusriale.
Ho chiesto a tutti i periti industriali in azienda (circa 20 persone) e nessuno sa cosa sia o non mai l'ha visto il fos. :)

Cmq il concetto è se è meglio 2 o 5. Cioè come faccio a capire quale inserire per la mia applicazione?!?
 
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#12
basta che leggi quello che hai tradotto: fos 1 il materiale inizia a snervarsi (cosa che non deve succedere) fos 2 si snerva solo se applichi il doppio del carico.
é un pò la storia del confronto tra il sigma ammissibile (sigma snervamento/coeff di sicurezza) e sigma presente nel punto che consideri, il sigma trovato deve essere minore o al massimo uguale a quello ammissibile.

Più il coeff. è alto più sei tutelato.

Posso chiederti che studi? non ti offendere ma se chiedi ad un perito cosa sono i coeff di sicurezza ti risponde senza problemi. Poi se mi chiedi se per un dato pezzo è meglio tenere 2 o 5 allora siamo ok.
Comunque per i fos tieni presente quanto detto da Vmax
Ribadisco che con la mia domanda non volevo affenderti ma solo avere chiarimenti
disegno indusriale.
Ho chiesto a tutti i periti industriali in azienda (circa 20 persone) e nessuno sa cosa sia o non mai l'ha visto il fos. :)

Cmq il concetto è se è meglio 2 o 5. Cioè come faccio a capire quale FOS inserire per la mia applicazione:confused:
 

Whooring

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#13
guardando l'immagine (non ho mai usato il wizard) copisco che il fos minimo (cioè quello che il programma ha trovato esserci in base al materiale ed alla sollecitazione applicata) del tuo oggetto è 5.???
Dovrebbero significare che ti indica solo le zone sotto un certo valore, nel tuo caso 1 ma su questo non ci metto la mano sul fuoco.
Puoi postare le immagini dei risultati e del pezzo?
 
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#14
guardando l'immagine (non ho mai usato il wizard) copisco che il fos minimo (cioè quello che il programma ha trovato esserci in base al materiale ed alla sollecitazione applicata) del tuo oggetto è 5.???
Dovrebbero significare che ti indica solo le zone sotto un certo valore, nel tuo caso 1 ma su questo non ci metto la mano sul fuoco.
Puoi postare le immagini dei risultati e del pezzo?
Ciao Whoorin. La versione di Cosmos che uso è Cosmos Design Start. Il FOS 5 che mi suggerisce il programma è proprio come dici tu in base al materiale e alla soll.applicata.
Ma nella pratica, come faccio a stabilire il FOS?
 

Whooring

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#15
dipende dall'applicazione, solitamente esistono normative che ti indirizzano.
comunque non andare mai sotto a 2 così ti salvi da imprevvisti durante il funzionamento
 
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#16
dipende dall'applicazione, solitamente esistono normative che ti indirizzano.
comunque non andare mai sotto a 2 così ti salvi da imprevvisti durante il funzionamento
Per il settore elettrodomestico sai se esiste una normativa?
 

Whooring

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#17
purtroppo non è il mio settore e non saprei dirti.
Che elettrodomestici fai?
 

Whooring

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#18
se ai periti chiedi cosa è il coeff di sicurezza però dovrebbero saperlo.
Sono stato perito pure io poi ho regredito ad ingegnere.
Non sempre l'evoluzione porta a miglioramenti :)
 
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#19
se ai periti chiedi cosa è il coeff di sicurezza però dovrebbero saperlo.
Sono stato perito pure io poi ho regredito ad ingegnere.
Non sempre l'evoluzione porta a miglioramenti :)
Qualsiasi tipo di elettrodomestico...quello che passa il convento:)
Perchè regredito, essendo un ing. dovresti aver progredito. No:confused:
 

Whooring

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#20
dipende dai punti di vista.... comunque qualcosa ho imparato