《机械与结构设计》课程教学课件（PPT讲稿）安全结构

9.安全结构设计

1 9. 安全结构设计

9.1概述安全结构指产品工作、使用中出现特殊或意外情况时，用于保护产品、避免发生人身事故而设计的有关结构

2 安全结构指产品工作、使用中出现特殊或意外情况时，用于 保护产品、避免发生人身事故而设计的有关结构。 9.1 概述

案例：汽车安全气囊

3 案例：汽车安全气囊

案例：制动防抱死系统（ABS系统）标配：四轮碟刹ABS防抱死系统

4 案例：制动防抱死系统（ABS系统）

ABS作用①充分发挥制动器的效能，缩短制动时间和距离，②可有效防止紧急制动时车辆侧滑和甩尾，具有良好的行驶稳定性③可在紧急制动时转向，具有良好的转向操纵性。④可避免轮胎与地面的剧烈摩擦，减少轮胎的磨损无ABS+EBDEBD（电子制动力分配）是ABS的辅助功能，对ABS系统的有效补充，一般和ABS组合使用，可以提高ABS的功效。有ABS+EBD

5 ABS作用 ①充分发挥制动器的效能，缩短制动时间和距离。 ②可有效防止紧急制动时车辆侧滑和甩尾，具有良好的行驶稳定性。 ③可在紧急制动时转向，具有良好的转向操纵性。 ④可避免轮胎与地面的剧烈摩擦，减少轮胎的磨损。 EBD（电子制动力分配）是 ABS的辅助功能，对ABS系 统的有效补充，一般和ABS 组合使用，可以提高ABS的 功效

高压锅的安全阀限压阀安全阀安全阀是当限压阀被卡住或泄气孔堵塞，压力超过正常工作压力时，自动开启使压力减小避免爆炸的一个装置

6 高压锅的安全阀 安全阀是当限压阀被卡住或泄气孔堵塞，压力超过正常工作压力时，自动 开启使压力减小避免爆炸的一个装置。 安全阀 限压阀

9.1.1安全结构的功能安全结构的基本功能主要是在出现意外情况时保护操作或使用者人身安全和产品的安全，但以何种方式、措施实现保护、提供保护的程度和效果及所能达到的保护范围取决于具体产品的工作特点、使用环境、意外情况的出现方式及安全结构设计的策略等

7 9.1.1 安全结构的功能 安全结构的基本功能主要是在出现意外情况时保护操作或使用者人身安 全和产品的安全，但以何种方式、措施实现保护、提供保护的程度和效 果及所能达到的保护范围取决于具体产品的工作特点、使用环境、意外 情况的出现方式及安全结构设计的策略等

设计考虑因素产品的安全结构设计一般主要考虑针对意外情况出现时，实施可能的保护首先要分析清楚各种可能出现的意外情况及其影响然后有区别地选择，进而确定相应的设计策略，再进行相应的结构设计

8 设计考虑因素 产品的安全结构设计一般主要考虑针对意外情况出现时，实施可能的保护。 • 首先要分析清楚各种可能出现的意外情况及其影响， • 然后有区别地选择， • 进而确定相应的设计策略， • 再进行相应的结构设计

设计考虑因素可能出现的意外情况通常从产品使用、工作条件和环境变化、产品本身有关部件失效或出现故障、操作者误操作及一些特殊情况（如故意人为、地震）等几个方面着手进行。可能出现的意外情况根据产品的具体工作方式、使用环境不同差别很大，需具体分析。以汽车为例，需考虑的意外情况包括：·行驶中出现突发情况，紧急转向、制动；·行驶在复杂路面时，可能出现的振动、颠簸、打滑、车身倾斜、方向暂时失控等；出现局部故障时的安全、稳定性·如个别轮毂紧固螺栓松动、发动机个别缸不工作、轮胎突然爆裂等；·发生特殊意外情况，如挡风玻璃被异物打碎等

9 设计考虑因素 可能出现的意外情况 通常从产品使用、工作条件和环境变化、产品本身有关部件失效或出现故障、操作者 误操作及一些特殊情况(如故意人为、地震)等几个方面着手进行。可能出现的意外情 况根据产品的具体工作方式、使用环境不同差别很大，需具体分析。 以汽车为例，需考虑的意外情况包括： • 行驶中出现突发情况，紧急转向、制动； • 行驶在复杂路面时， 可能出现的振动、颠簸、打滑、车身倾斜、 方向暂时失控等； 出现局部故障时的安全、稳定性。 • 如个别轮毂紧固螺栓松动、发动机个别缸不工作、轮胎突然爆裂等； • 发生特殊意外情况，如挡风玻璃被异物打碎等

分析意外情况造成的影响是制定安全结构保护策略和设计方案的前提意外情况造成影响主要包括对产品的影响和对人的影响两个方面。对产品的影响相对比较简单、容易分析确定，主要是分析对产品破坏方式和程度：对人的影响需结合具体情况考虑有关的可能性（如离产品故障点距离、警觉意识状态等）、影响方式和程度及影响的时效性等10

10 分析意外情况造成的影响是制定安全结构保护策略和设计方案的前提。 意外情况造成影响主要包括对产品的影响和对人的影响两个方面。 对产品的影响相对比较简单、容易分析确定，主要是分析对产品破坏方式和程 度；对人的影响需结合具体情况考虑有关的可能性(如离产品故障点距离、警觉 意识状态等)、影响方式和程度及影响的时效性等