最大應力準則

失敗準則

最大應力準則適用於複材薄殼。

根據最大應力準則,當其中一個材料主軸方向上的應力超過該方向的強度時,便會發生失敗。程式首先會計算整體座標系統中的整體應力狀態。其次,程式會套用座標轉換,藉此計算出沿著每一疊層之材料主軸方向的應力。

程式以 σ3 =0、τ13 =0、τ23 =0 來假設疊層的平面應力狀態 (2D 假設)。失敗指數的計算方式如下:

程式會將安全係數 (FOS) 記述為 1 / (F.I.)。層板的 FOS 應大於 1 才算安全。

其中:

X 1 是材料方向 1 的抗拉強度

X 2 是材料方向 2 的抗拉強度

S 12 是剪力強度

請參閱《複材疊層材料方向》以取得材料方向 1 和 2 的定義。

再者,

若 σ1 > 0,則 X1 = X1 T

若 σ1 < 0,則 X1 = X1 C

若 σ2 > 0,則 X2 = X2 T

若 σ2 < 0,則 X2 = X2 C

上標字 TC 代表抗拉及抗壓強度。

最大應力準則應注意以下兩點:
  • 由以上方程式可知,最大應力準則不考量不同的應力零組件之間的互動。
  • 由於是將每個材料主軸方向的應力與該方向的強度進行比較,因此最大應力準則在於預測特定失敗模式。