安全係數（factor of safety）

沒有工程師會相信材料剛好和課本說的一樣強，或載重剛好等於當初預測的值。安全係數就是兩者之間刻意留下的緩衝：你把零件設計在遠「低於」會失效的應力下運作，為所有你無法確知的事保留餘裕。它是對一個誠實事實的工程回應——真實性質會散布，而真實服役比任何計算都更混亂。

它定義為安全係數 N =（材料能承受的強度）/（你實際設計它承載的應力）。反過來說，安全工作應力（又稱設計應力）為 sigma_work =（降伏強度）/ N。舉例：一種降伏強度 300 MPa 的鋼，以 N = 2 設計，服役時只加載到 300 / 2 = 150 MPa，保有對降伏的二比一餘裕。典型的係數，從載重與材料都清楚且重量寶貴之處（飛機）的約 1.5，到載重不確定、失效災難性或攸關人命之處（建築、起重機、壓力容器）的 4 或更高。

選 N 其實是對未知的誠實：材料強度的散布、載重的不確定、多年間的腐蝕與磨耗、溫度、製造瑕疵，以及失效會有多致命。N 越大越安全，但也越重、越貴，所以安全係數是一種判斷，不是魔術數字。它是緩衝，不是許可證——用 N = 2 對降伏設計，不代表零件能安全地被加載到設計應力的兩倍，因為那份餘裕正被花在你看不見的種種不確定上。