Un coeficiente de seguridad puede ser expresado de muchas formas. Es práctica usual que sea definido como la relación de dos cantidades con igual unidad de medida, como puede ser la muy empleada relación entre el esfuerzo límite por resistencia debido a fallo de la pieza y el esfuerzo máximo por cargas aplicadas, o la carga límite por fallo de la pieza entre la sobrecarga esperada en explotación; o la velocidad máxima por seguridad entre la velocidad de operación. La forma de expresión del coeficiente de seguridad se escoge según el carácter de la carga sobre la pieza (constante o variable), el criterio de capacidad de trabajo fundamental de la pieza o el criterio más probable de fallo. Definiendo el coeficiente de seguridad real en las anteriores relaciones como la condición límite por fallo entre la condición de explotación se comprenderá que el coeficiente de seguridad admisible [n] deberá ser mayor que el coeficiente de seguridad real calculado n para garantizar un nivel de seguridad admisible en el diseño. Es decir:

Dado que para cualquier elemento de máquina existe más de una forma potencial de fallo, es necesario entender que puede existir más de un valor de coeficiente de seguridad n . En estas condiciones, el valor más pequeño de coeficiente de seguridad es el que debe ser verificado pues puede prever el modo más probable de falla. Por ejemplo, en el diseño de árboles los criterios de cálculo asociados a la capacidad de trabajo del elemento pueden ser variados e implicar comprobación por deformaciones plásticas del material por sobrecargas momentáneas (criterio de fluencia del material) , por deformación elástica del material bajo carga de explotación (criterio de rigidez del elemento), por fatiga del material, por desgaste en los apoyos, y rotura de las uniones árbol-cubo, en este caso, el coeficiente de seguridad que necesariamente debe ser controlado por el valor admisible es el más pequeño.

Aunque teóricamente el valor del coeficiente admisible de seguridad [n] debe ser mayor o igual a la unidad [n] >=1, es conveniente que su magnitud sea evaluada en función del tipo de aplicación y tomando como base la incertidumbre en situaciones de cargas, de propiedades del material, condiciones ambientales, fiabilidad, costo económico, riesgo de deterioro medioambiental debido a una rotura y peligro para la vida humana. Muchas veces el valor del coeficiente admisible de seguridad es acordado por normativas de seguridad legisladas, en casos donde es evidente el peligro para la vida humana, como en diseños de ascensores, teleféricos, aviones, etc, y el diseñador deberá respetarlos necesariamente. No obstante, en la mayoría de las aplicaciones en construcción mecánica no existen referencias fiables, y el propio diseñador deberá seleccionar los valores numéricos que considere adecuados.

En la Tabla7, se presentan algunos valores recomendados del coeficiente admisible de seguridad, orientativos solo para el diseño y considerando el riesgo a fatiga del material en base al carácter de aplicación de la carga.

Tabla 7 - Coeficientes admisibles de seguridad típicos para diseños según criterio de fatiga de materiales.

Se puede pensar que el coeficiente de seguridad recomendado es una valoración de la de la incertidumbre en el diseño de modelos analíticos, en la teoría de fallos y en datos de las propiedades del material que se emplea, y en según esta idea el valor del coeficiente de seguridad recomendado estará en dependencia de los niveles de confianza y precisión que se disponga del modelo en que se basan los cálculos, el conocimiento de las condiciones de aplicación de las cargas en explotación, del conocimiento de la calidad y resistencia de los materiales disponibles. En general, puede aceptarse que el coeficiente de seguridad recomendado en el diseño es una medida razonable de la incertidumbrevi.

Para brindar orientación sobre la selección de los valores del coeficiente admisible de seguridad y determinar concretamente los factores que influyen sobre su valor existen procedimientos simples y a la vez prácticos que
ilustran los aspectos que deben tenerse en cuenta en la valoración del coeficiente de seguridad admisible y las incertidumbres más frecuentes que deben enfrentar los diseñadores.