安全率
安全率(あんぜんりつ)とは、あるシステムが破壊または正常に作動しなくなる最小の負荷と、予測されるシステムへの最大の負荷との比(前者/後者)のことである。構造的な強度のほか、トルク、電圧、曝露量、薬品摂取などさまざまな負荷に対し使われる。安全率のことを安全係数(あんぜんけいすう)とも言う。文部科学省は学術用語として安全率を採用している。英語では safety factor または factor of safety で、SF、FoS、FS などと略す。
安全率を、主に基準強度と使用応力の不確実性を補うために与えられるものと考え、それぞれに対する安全率に分解して次のように表して検討する。このような形で表される経験的安全率と呼ぶ。
S = S m S s {\displaystyle S=S_{m}S_{s}}
ここで、Sm:基準強度に対する安全率、Ss:使用応力に対する安全率である。
Smは強度の不確実性を補うための安全率で、以下のような点が影響を与える。
材料の欠陥、熱処理、加工、組立などの製造上の不均一性
試料と実物の相違
標準試験試料のばらつき
切欠き、表面粗さ、使用環境などの強度への効果推定の不確実性
基準強度の値がどのような確実さをもって設定されたかに基づき、Smの値は次のような値が挙げられている。
疲労試験などによる強度評価に関する確実な資料がある場合:Sm=1.1から1.2