Faktor keamanan

Dalam ilmu rekayasa, faktor keamanan (bahasa Inggris: factor of safety, disingkat FoS, atau safety factor, disingkat SF), menyatakan seberapa besar suatu sistem lebih kuat dari yang diperlukan dalam menahan pembebanan yang direncanakan. Faktor keamanan seringkali dihitung menggunakan analisis mendetail karena pengetesan komprehensif tidak praktis pada banyak proyek, seperti jembatan dan bangunan, sementara kemampuan struktur menahan pembebanan mesti ditentukan berdasarkan tingkat keakuratan yang masuk akal.

Banyak sistem secara sengaja dibangun amat lebih kuat dibandingkan yang diperlukan dalam penggunaan normal untuk memperbolehkan penggunaan dalam keadaan darurat, pembebanan tak terduga, penggunaan tak tepat, atau degradasi (keandalan).

Definisi

Terdapat dua definisi faktor keamanan (FoS), yaitu:

Rasio kekuatan absolut struktur (kapabilitas struktur) terhadap pembebanan aktual yang diterapkan; definisi ini merupakan pengukuran keandalan dari suatu desain tertentu. Definisi ini merupakan nilai hitungan, dan seringkali mengacu, untuk alasan kejelasan, sebagai "faktor keamanan terealisasi".
Nilai konstanta yang diperlukan, diwajibkan dalam peraturan, standar, spesifikasi, kontrak, atau norma, dengan struktur harus mencapai atau melebihi nilai tersebut. Definisi ini dapat mengacu sebagai faktor desain, faktor keamanan desain, atau faktor kemanan yang diperlukan.

Faktor keamanan terealisasi harus lebih besar dari faktor desain yang diperlukan. Akan tetapi, penggunaan istilah di antara berbagai macam industri dan kelompok ilmu rekayasa tak konsisten dan membingungkan; terdapat beberapa definisi yang digunakan. Penyebab utama ketertukaran definisi adalah perbedaan penggunaan definisi dan istilah faktor keamanan di dalam berbagai buku referensi dan badan standardisasi. Peraturan bangunan, serta buku teks rekayasa struktur dan mesin seringkali mengacu "faktor keamanan" sebagai rasio kapabilitas struktur total terhadap kekuatan yang diperlukan^[1]^[2]^[3] (penggunaan definisi pertama). Sementara itu, kebanyakan buku kekuatan bahan tingkat sarjana, "faktor keamanan" digunakan untuk nilai konstanta yang ditetapkan sebagai target minimum desain^[4]^[5]^[6] (penggunaan definisi kedua).

Berdasarkan definisi pertama, faktor keamanan dapat dirumuskan sebagai berikut.

${\text{Faktor keamanan}}={\frac {\text{tegangan leleh}}{\text{tegangan kerja}}}$

Sejarah

Menurut Elishakoff,^[7]^[8] gagasan faktor keamanan dalam konteks rekayasa pertama kali dikenalkan pada 1729 oleh Bernard Forest de Bélidor (1698-1761),^[9] seorang rekayasawan Prancis yang bekerja dalam bidang hidraulika, matematika, teknik sipil, dan teknik militer. Aspek filosofi dari faktor keamanan dijabarkan oleh Doorn dan Hansson.^[10]

Lihat pula

Toleransi rekayasa – Batas izin atau batas variasi dalam rekayasa
Perancangan keadaan batas – Metode perancangan dalam rekayasa struktur
Perancangan probabilistik – Bidang ilmu dalam rekayasa perancangan
Redundansi (manajemen kualitas total) – Pendekatan dalam peningkatan bisnis
Elemen korban – Komponen direkayasa sehingga pertama kali gagal untuk melindungi perangkat lainnya
Interferensi statistik – Ketika dua distribusi probabilitas saling tumpang tindih
Verifikasi dan validasi – Metode untuk mengecek kesesuaian terhadap persyaratan

Rujukan

^ Roark, Raymond Jefferson; Young, Warren Clarence (1989). Roark's Formulas for Stress and Strain (edisi ke-6). McGraw-Hill. ISBN 9780070725416.
^ Shigley, Joseph Edward; Mischke, Charles R. (1986). Standard Handbook of Machine Design (edisi ke-1). McGraw-Hill. hlm. 2-15. ISBN 0070568928.
^ Himpunan Rekayasawan Mesin Amerika Serikat (2005). "Section 1-5,". BTH-1: Design of Below-the-Hook Lifting Devices. Himpunan Rekayasawan Mesin Amerika Serikat.
^ Beer, Ferdinand Pierre; Johnston, Elwood Russell (1992). Mechanics of Materials (edisi ke-2). McGraw-Hill. ISBN 9780078373404.
^ Timoshenko, Stephen (1958). Strength of Materials. 1. Krieger. ISBN 9780442085414.
^ Buchanan, George R. (1988). Mechanics of Materials. Holt, Reinhart, and Watson. hlm. 55. ISBN 9780030079795.
^ Elishakoff, Isaac (2004). Safety factors and reliability: friends or foes?. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. ISBN 978-1402017797.
^ Elishakoff, Isaac (2001). "Interrelation between safety factors and reliability" (PDF). NASA/CR-2001-211309. Badan Penerbangan dan Antariksa Amerika Serikat.
^ de Bélidor, Bernard Forest (1729). La science des ingénieurs, dans la conduite des travaux de fortification et d'architecture civile. Paris: Chez Claude Jombert.
^ Doorn, Neelke; Hansson, Sven Ove (2011). "Should probabilistic design replace safety factors?". Philosophy & Technology. 24 (2): 151–16. doi:10.1007/s13347-010-0003-6.

Bacaan lanjutan

Lalanne, Christian (2009). Specification Development (edisi ke-2). John Wiley & Sons. ISBN 9781848211261.

Artikel bertopik teknik ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya.

[1] Roark, Raymond Jefferson; Young, Warren Clarence (1989). Roark's Formulas for Stress and Strain (edisi ke-6). McGraw-Hill. ISBN 9780070725416.

[2] Shigley, Joseph Edward; Mischke, Charles R. (1986). Standard Handbook of Machine Design (edisi ke-1). McGraw-Hill. hlm. 2-15. ISBN 0070568928.

[3] Himpunan Rekayasawan Mesin Amerika Serikat (2005). "Section 1-5,". BTH-1: Design of Below-the-Hook Lifting Devices. Himpunan Rekayasawan Mesin Amerika Serikat.

[4] Beer, Ferdinand Pierre; Johnston, Elwood Russell (1992). Mechanics of Materials (edisi ke-2). McGraw-Hill. ISBN 9780078373404.

[5] Timoshenko, Stephen (1958). Strength of Materials. 1. Krieger. ISBN 9780442085414.

[6] Buchanan, George R. (1988). Mechanics of Materials. Holt, Reinhart, and Watson. hlm. 55. ISBN 9780030079795.

[7] Elishakoff, Isaac (2004). Safety factors and reliability: friends or foes?. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. ISBN 978-1402017797.

[8] Elishakoff, Isaac (2001). "Interrelation between safety factors and reliability" (PDF). NASA/CR-2001-211309. Badan Penerbangan dan Antariksa Amerika Serikat.

[9] Bélidor, Bernard Forest (1729). La science des ingénieurs, dans la conduite des travaux de fortification et d'architecture civile. Paris: Chez Claude Jombert.

[10] Doorn, Neelke; Hansson, Sven Ove (2011). "Should probabilistic design replace safety factors?". Philosophy & Technology. 24 (2): 151–16. doi:10.1007/s13347-010-0003-6.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]