Kryterium Tsai-Wu stosuje się, aby wyznaczyć współczynnik bezpieczeństwa dla kompozytowych, ortotropowych skorup.
Kryterium to rozważa całkowitą energię odkształcenia (zarówno energię zniekształcenia, jak i energię dylatacji) w celu przewidzenia zniszczenia. Jest ono bardziej ogólne od kryterium zniszczenia Tsai-Hill, ponieważ rozróżnia wytrzymałości zniszczeniowe na ściskanie i rozciąganie.
Dla dwuwymiarowego stanu naprężenia płaszczyznowego (σ3 = 0, τ13 =0, τ23 =0) kryterium zniszczenia Tsai-Wu jest wyrażone jako:
Współczynniki Fij ortotropowego kryterium zniszczenia Tsai-Wu dotyczą parametrów wytrzymałości materiału laminatu i są wyznaczane eksperymentalnie. Oblicza się je według poniższych wzorów:
| XT
1
|
wytrzymałość materiału na rozciąganie w przypadku laminatu wzdłuż kierunku włókien |
| XC
1
|
wytrzymałość materiału na ściskanie w przypadku laminatu wzdłuż kierunku włókien |
| XT
2
|
wytrzymałość materiału na rozciąganie w przypadku laminatu w poprzek kierunku włókien |
| XC
2
|
wytrzymałość materiału na ściskanie w przypadku laminatu w poprzek kierunku włókien |
| XT
12
|
wytrzymałość laminatu na ścinanie dodatnie |
| XC
12
|
wytrzymałość laminatu na ścinanie ujemne (solver uznaje je za równe wytrzymałości na ścinanie dodatnie) |
Stan naprężenia laminatu obliczony w programie jest opisany składowymi: σ1, σ2 oraz τ12
| σ1
|
naprężenie laminatu wzdłuż kierunku włókien |
| σ2
|
naprężenie laminatu w poprzek kierunku włókien |
| τ12
|
naprężenie ścinające laminatu |
Kierunki warstw materiału kompozytu
Kierunek 1 dotyczy kierunku orientacji włókien w warstwie.
Kierunek 2 dotyczy kierunku poprzecznego do włókien w płaszczyźnie warstwy.
Współczynnik bezpieczeństwa
Program zwraca współczynnik bezpieczeństwa (FOS), który jest wartością, przez jaką należy pomnożyć wszystkie składowe naprężenia laminatu, aby osiągnąć jego zniszczenie zgodnie ze zdefiniowanym wyżej kryterium Tsai-Wu. Współczynnik bezpieczeństwa dla zniszczenia laminatu jest obliczany według:
, gdzie współczynniki są wyznaczone następująco:
Wartość współczynnika bezpieczeństwa większa od 1,0 oznacza, że laminat nie ulegnie zniszczeniu.
Kryterium zniszczenia Tsai-Wu nie pozwala na przewidzenie różnych trybów zniszczenia, włączając w to zniszczenie włókien, zniszczenie osnowy i zniszczenie na powierzchni styku włókien i osnowy.