Criterio di fallimento
Il criterio di cedimento Tsai-Hill si applica agli shell compositi.
Questo criterio considera la porzione dell'energia di distorsione dell'energia di sollecitazione totale che viene immagazzinata a causa del caricamento. L'energia di distorsione è la porzione di energia di sollecitazione che causa cambiamenti della forma. L'altra porzione è l'energia di dilatazione che causa modifiche di volume (cambiamenti d'area nel caso del 2D) a causa del carico.
La figura illustra la differenza tra la dilatazione e la distorsione quando un modello 2D viene sottoposto al carico.
Per una lamina 2D, come nel caso degli shell compositi, ciascuna lamina è presunta in uno stato di sollecitazione piana con σ3 =0, τ13 =0, τ23 =0. L'indice di fallimento viene calcolato come segue:
dove: X
1 è la forza di tensione del laminato nella direzione 1 del materiale, X
2 è la forza di tensione del laminato nella direzione 2 del materiale e S
12 è la resistenza di taglio del laminato
Per una definizione delle direzioni 1 e 2 del materiale, vedere Direzioni dei materiali con strati compositi.
Il programma esprime il fattore di sicurezza (FOS) in funzione del fallimento del laminato, ovvero 1 / Sqrt (F.I.). Il FOS è il coefficiente per cui è necessario moltiplicare tutte le componenti della sollecitazione per arrivare al fallimento del laminato (F.I. = 1). Un valore di FOS maggiore di 1 indica che il laminato non è a rischio di fallimento.
Inoltre,
X1 = X1
T se σ1 > 0
X1 = X1
C se σ1 < 0
X2 = X2
T se σ2 > 0
X2 = X2
C se σ2 < 0
Gli esponenti T e C denotano rispettivamente la forza di tensione e la forza di compressione.
il criterio Tsai-Hill considera l'interazione tra diversi componenti di sollecitazione. Pertanto è una teoria del cedimento interattiva.
Limitazione
Il criterio di fallimento Tsai-Hill non può precedere modi di cedimento diversi, compresi il cedimento delle fibre, quello delle matrici e il cedimento dell'interfaccia fibra-matrice.