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 σ3 =0, τ13 =0, τ23 =0. Индекс разрушения рассчитывается следующим образом:
где: X1 – предел прочности при растяжении для слоистого материала в направлении 1 материала, X2 – предел прочности при растяжении для слоистого материала в направлении 2 материала, а S12 – предел прочности при сдвиге для слоистого материала
Определение направлений 1 и 2 материала см. в разделе «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
X1 = X1T, если σ1 > 0
X1 = X1C, если σ1 < 0
X2 = X2T, если σ2 > 0
X2 = X2C, если σ2 < 0
Верхний индекс Т и С отображают соответственно предел прочности материала на разрыв и сжатее.
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.