Tsai-Hill 失敗準則
失敗準則
Tsai-Hill 失敗準則適用於複材薄殼。
此準則在於考量因負載所累積的總應變能中之畸變能的部分。畸變能是導致形狀改變之應變能中的一部分。另一部分則是因負載而導致體積變化 (在 2D 中為區域變化) 的脹縮能。
下圖顯示載入 2D 模型時脹縮與畸變之間的差異。
以複材薄殼的 2D 疊層為例，程式以 s
3 =0、
t
13 =0、
t
23 =0 來假設每個疊層的平面應力狀態。失敗指數的計算方式如下：
其中：
X
1 是材料方向 1 中疊層的抗拉強度，
X
2 是材料方向 2 中疊層的抗拉強度，
S
12 是疊層的剪力
請參考 複材疊層材料方向以查看材料方向 1 和 2 的定義。
程式將疊層失敗的安全係數 (FOS) 記述為 1 / Sqrt (F.I.)。FOS 是所有應力組成相乘，以達到疊層失敗 (F.I. = 1) 的係數。FOS 值大於 1 表示該疊層不會失敗。
再者，
X
1 = X
1
T if s
1 > 0
X
1 = X
1
C 若 s
1 < 0
X
2 = X
2
T 若 s
2 > 0
X
2 = X
2
C 若 s
2 < 0
上標字 T 和 C 分別代表抗拉及抗壓強度。
注意：Tsai-Hill 準則在於考量不同應力零組件之間的互動。因此屬於互動性失敗理論。
限制
Tsai-Hill 失敗準則無法預測不同的失敗模式，包括纖維失敗、基體失敗及纖維-基體界面失敗。
相關主題
執行安全係數檢查
選擇失敗準則的通則
複材失敗準則