Tsai-Hill 破壊基準(Tsai-Hill Failure Criterion)

破壊基準(Failure Criterion)

Tsai-Hill 破壊基準は、複合シェルに適用されます。

この判定基準は、荷重によりたまる全体のひずみエネルギーのせん断エネルギー部分を考慮します。せん断エネルギーはひずみエネルギーの一部であり、変形の原因となります。他の部分は、荷重による体積変化(2次元のケースの領域の変化)の原因となる、拡張エネルギーです。

図は、2次元のモデルに荷重を与えたときの、拡張とせん断の間の相違をイラストで示しています。

複合シェルの場合の 2 次元の薄層では、各層は平面応力の状態、s 3 =0、 t 13 =0、 t 23 =0 になっているものと想定されます。破壊指数は次で計算されます。

ここで:X 1 は材料方向 1 におけるラミネートの引張強度、X 2 は材料方向 2 におけるラミネートの引張強度、S 12 はラミネートのせん断応力です。

材料方向 1 と 2 の定義については、複合の層材料方向 (Composite Ply Material Directions) を参照してください。

プログラムはラミネート破壊に対する安全率 (FOS) を 1 / Sqrt (F.I.) としてレポートします。FOS とは、すべての成分応力に、ラミネート破壊 (F.I. = 1) に到達するように掛け合わせる必要のある係数です。FOS 値が 1 よりも大きい場合は、ラミネート破壊の心配がないことを示しています。

さらに、

s 1 > 0  の場合、 X 1 = X 1 T

s 1 < 0  の場合、  X 1 = X 1 C

s 2 > 0 の場合、X 2 = X 2 T

s 2 < 0 の場合、 X 2 = X 2 C

上付き文字 T と C は、それぞれ引張り、圧縮強さを示します。

注記: Tsai-Hill 則は、異なる応力の成分間の相互作用を考慮します。それ故に、それは対話型の破壊理論です。

制限

Tsai-Hill 破壊基準は、繊維破壊、マトリックス破壊、繊維-マトリックス界面破壊を含めて、異なる破壊モードを推測することができません。

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