Calculateur de coefficient de sécurité

Définition du coefficient de sécurité

Le coefficient de sécurité est le rapport entre la valeur limite supportée par un élément et la valeur en service : n = résistance / effet de charge. Une pièce dont la limite d’élasticité vaut 250 MPa et la contrainte de service 100 MPa a un coefficient de 2,5. Une valeur de 1 indique la limite, une valeur inférieure à 1 son dépassement.

Le même rapport s’utilise pour les charges. Un élément de charge de rupture 60 kN portant 12 kN a un coefficient de 5.

Contrainte admissible

L’utilisation inverse est aussi courante. Si une norme prescrit un coefficient, contrainte admissible = résistance / n, et la contrainte en service doit rester inférieure. Pour une limite d’élasticité de 355 MPa et un coefficient de 1,5, la contrainte admissible vaut 236,7 MPa. C’est le calcul aux contraintes admissibles.

Marge de sécurité

Certains secteurs citent une marge : marge de sécurité = n − 1. Un coefficient de 2,5 donne une marge de 1,5, soit 150 %. Une marge nulle signifie que la pièce est exactement à sa limite.

Coefficients partiels

Les normes structurelles actuelles utilisent deux coefficients distincts. La charge est majorée : E_d = γ_F × E_k. La résistance est réduite : R_d = R_k / γ_M. La condition est E_d ≤ R_d. Avec une charge caractéristique de 100 kN, un coefficient de charge de 1,5, une résistance caractéristique de 200 kN et un coefficient de matériau de 1,15, l’effet de calcul vaut 150 kN et la résistance de calcul 173,9 kN : la vérification est satisfaite.

Limites

Le rapport est facile à calculer. La difficulté est de déterminer correctement résistance et effet de charge. Les concentrations de contraintes, la fatigue, le flambement, la corrosion et l’incertitude des charges changent fortement le résultat. Le coefficient adéquat dépend de l’application et de la norme. Cet outil ne donne que le rapport, le choix du coefficient vous revient.

Questions fréquentes

Comment calculer le coefficient de sécurité avec la limite d’élasticité ?

Une limite d’élasticité de 250 MPa et une contrainte en service de 100 MPa donnent un coefficient de sécurité de 2,5. Divisez la résistance par la contrainte en service. Ce rapport préliminaire ne vérifie ni la fatigue, ni le flambement, ni la corrosion, ni les concentrations de contraintes et ne suffit pas à établir la sécurité d’une conception.

Calculer avec ces valeurs