Tsai-Wu 失败准则

应用 Tsai-Wu 准则以确定复合正交各向异性壳体的安全系数。

此准则为预测失败考虑总应变能(包括失真能和扩张能)。它比 Tsai-Hill 失败准则更常见,因为它区分压缩和张力失败强度。

对于 2D 平面应力状态 (σ3 = 0, τ13 =0, τ23 =0),Tsai-Wu 失败准则的表示如下:

TsaiWU_Failure_Index

正交各向异性 Tsai-Wu 失败准则的系数 Fij 与薄层的材料强度参数相关,并且可以通过实验进行确定。通过这些公式进行计算:

TsaiWu_Coefficients

XT1

薄层沿纤维方向的张力材料强度

XC1

薄层沿纤维方向的压缩材料强度

XT2

薄层横切纤维方向的张力材料强度

XC2

薄层横切纤维方向的压缩材料强度

XT12

薄层的正抗剪强度

XC12

薄层的负抗剪强度(解算器认为它等于正抗剪强度)

程序所计算的薄层的应力状态可以通过使用以下分量进行表示:σ1、σ2 和 τ12

σ1

薄层沿纤维方向的应力

σ2

薄层横切纤维方向的应力

τ12

薄层抗剪应力

复合层材料方向composite_material_directions.gif

方向 1 指层纤维方位方向。

方向 2 指层面中的横切纤维方向。

安全系数

程序报告安全系数 (FOS) 是根据上述的 Tsai-Wu 准则,使用所有薄层应力分量乘以达到的薄层失败所获得的系数。薄层失败的 FOS 计算如下:

Tsai-Wu_FOS,其中系数由以下公式指定:

Tsai-Wu_FOS_Coefficients

安全系数值大于 1.0 表示薄层不会失败。

Tsai-Wu 失败准则无法预测包括纤维失败、矩阵失败和纤维-矩阵失败接口失败在内的不同失败模式。

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