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、σ₃ =0、τ₁₃ =0、τ₂₃ =0 になっていると想定されます。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、

X₁ = X₁ ^T σ₁ > 0 の場合

X₁ = X₁ ^C σ₁ < 0 の場合

X₂ = X₂ ^T σ₂ > 0 の場合

X₂ = X₂ ^C σ₂ < 0 の場合

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。

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。