Tsai-Hill 실패 기준

실패 기준

Tsai-Hill 실패 기준은 복합재 쉘에 적용됩니다.

이 기준은 하중으로 저장된 총 응력 에너지의 변형 에너지 부분을 고려합니다. 이 변형 에너지는 형상의 변경을 초래하는 응력 에너지의 부분입니다. 나머지 부분은 하중으로 인해 체적 변경 (2D의 경우 면적 변경)을 초래하는 확장 에너지입니다.

다음 도표는 2D 모델을 로드했을 때 확장 에너지와 변형 에너지의 차이를 설명합니다.

복합재 쉘의 2D 합판재인 경우, 각 합판재는 σ₃ =0, τ₁₃ =0, τ₂₃ =0의 평면 응력 상태라고 가정합니다. 파손 기준은 다음과 같이 계산됩니다.

여기에서, X ₁은 재질 방향 1에서 합판재의 인장 강도입니다. X ₂는 재질 방향 2에서 합판재의 인장 강도이고, S ₁₂는 합판재의 전단 강도입니다.

재질 방향 1 및 2의 정의는 복합재 플라이 재질 방향을 참고하십시오.

프로그램이 합판재 실패에 대한 안전 계수(FOS)를 1 / Sqrt (F.I.)로 보고합니다. FOS는 합판재 실패(F.I. = 1)에 도달하려면 모든 응력 요소가 곱해져야 하는 계수입니다. 1보다 큰 FOS 값은 합판재가 실패로부터 안전함을 나타냅니다.

설명.

X₁ = X₁ ^T (σ₁ > 0인 경우)

X₁ = X₁ ^C (σ₁ < 0인 경우)

X₂ = X₂ ^T (σ₂ > 0인 경우)

X₂ = X₂ ^C (σ₂ < 0인 경우)

위첨자 ^T와 ^C는 각각 인장 강도와 압축 강도를 표시합니다.

제한

Tsai-Hill 실패 기준은 섬유 파손, 매트릭스 파손, 파이버 매트릭스 파손을 포함한 다른 실패 모드를 예측하지 못합니다.