Критерий разрушения Tsai-Hill
Критерий разрушения
Критерий разрушения Tsai-Hill применим к композитным оболочкам.
Настоящий критерий учитывает энергию формоизменения, из суммарной энергии деформации, которая накапливается вследствие нагрузки. Энергия формоизменения это составляющая общей энергии деформации, которая побуждает изменение формы. Другая составляющая это энергия расширения, которая побуждает изменение объема (в случае 2D - изменение площади) вследствие нагрузки.
Рисунок иллюстрирует разницу между расширением и формоизменением при нагрузке 2D (двухмерной) модели.
Для 2D слоистого материала, который применяется для композитных оболочек, каждый слой воспринимается, как находящийся в состоянии напряжения плоскости с параметрами s
3 =0, t
13 =0, t
23 =0. Индекс разрушения рассчитывается следующим образом:
где:
X
1 — предел прочности при растяжении для слоистого материала в направлении 1 материала,
X
2 — предел прочности при растяжении для слоистого материала в направлении 2 материала, а
S
12 — предел прочности при сдвиге для слоистого материала
Для получения определений направлений 1 и 2 материала см. раздел Направления составных слоистых материалов.
Программа представляет коэффициент безопасности (FOS) для разрушения слоистого материала как 1 / кв. корень (F.I.). FOS — это коэффициент, на который нужно умножить все компоненты напряжения для получения значения разрушения слоистого материала (F.I. = 1). Значение FOS больше 1 означает, что слоистый материал защищен от разрушения.
Далее,
X
1 = X
1
T при s
1 > 0
X1= X
1
C при s
1 < 0
X
2 = X
2
T при s
2 > 0
X
2 = X
2
C при s
2 < 0
Верхний индекс Т и С отображают соответственно предел прочности материала на разрыв и сжатее.
ПРИМЕЧАНИЕ: Критерий Tsai-Hill учитывает взаимосвязь различных составляющих напряжения. Следовательно, является интерактивной теорией разрушения.
Ограничение
Критерий разрушения Tsai-Hill не прогнозирует различные формы разрушения, включая разрушение волокон, матрицы и волоконно-матричного сопряжения.
Связанные разделы
Выполнение проверки запаса прочности
Рекомендации по выбору критерия разрушения
Критерий разрушения для композитных материалов