破壊基準の選択ガイドライン(Guidelines for Selecting a Failure Criterion)

破壊基準の評価(Failure Criterion Evaluation)

薄層破壊の理論的な予測は、様々な応力の多軸状態下で、破壊包絡線(包絡線の外側で、薄層破壊が起こります)により、実験と 比べられます。薄層は、平面応力の状態が非ゼロ応力成分 s 1 、 s 2、および t 12 bsp;になると推測されます。　方向 1 と 2 はそれぞれ、層方向と、層を横切る方向を示します。　

特定の破壊理論の破壊包絡線の概略図が示されます。例えば、Tsai-Wu 破壊基準です。X と S は垂直で、それぞれ薄層のせん断応力です。t と c は引張荷重と、圧縮荷重を示します。2 番目のプロットの開いた円は、t 12 > 0 のいくつかの実験結果サンプルを表示します。他の破壊基準の破壊包絡線 (Tsai-Hill と 最大応力破壊) は重ねられ、最適な破壊基準を選択することの実験結果に対する予測の正確さが評価されます。

注記: グラフは材料システムを表現していません。どのように破壊基準が評価されるかを理解するために表示しています。

他方向ラミネートは、どの破壊理論を使用するかを判断することは難しいです。類似の破壊包絡線はラミネートのために作図されます。しかしながら、プログラムが使うFPF (最初の層破壊-first ply failure)において、理論予測と実験結果の間にいくつかの要因で幅広いバリエーションがあります。　

そのような観察に基づいていくつかの推奨事項が異なる破壊理論の選択の助けになります。

一般に、包括的な実験結果の欠如のためにどの理論を使うべきか決定することは難しいです。可能なときはいつでも、すべての3つの破壊理論を使って、比較的保守的な設計で、最も悪いケースを選択するべきです。

最大応力判定基準(Maximum Stress Criterion)

マトリックス範囲の破壊では、s 2 > 0 のとき、最大応力破壊は薄層に最も良く適用されます。 応力図プロット PropertyManager で、各層に 複合オプション を使用してこの応力をチェックすることができます。

Tsai-Hill 則(Tsai-Hill Criterion)

Tsai-Hill 則は引張と圧縮の応力が等しいとき、最もよく薄層に適用されます。　マトリックス範囲の破壊では、Tsai-Hill 則は、繊維応力が s2 < 0 のとき最もよく薄層に適用されます。

Tsai-Wu 則(Tsai-Wu Criterion)

Tsai-Wu 則は引張と圧縮の応力が等しくないとき、最もよく薄層に適用されます。　マトリックス範囲の破壊では、Tsai-Wu 則は、繊維応力が s2 < 0 のとき最もよく薄層に適用されます。

関連トピック

複合破壊基準(Composite Failure Criteria)