复合材料失效准则

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/failure criteria of composites/

条目作者杨胜春

杨胜春

最后更新 2023-06-09

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评估复合材料层合板承载能力的准则判据。

英文名称: failure criteria of composites

所属学科: 航空宇航科学与技术

由于复合材料层合板的各向异性特性，使其破坏机理非常复杂，虽然已发展了很多复合材料强度失效准则，但均很难准确地预计复合材料的失效模式和破坏载荷。航空复合材料结构设计中常用的有蔡—希尔（Tsai-Hill）准则、蔡—胡（Tsai-Wu）准则、霍夫曼（Hoffman）准则。

蔡—希尔（Tsai-Hill）准则：

${\left( {\frac{{{\sigma _1}}}{X}} \right)^2} - \frac{{{\sigma _1}{\sigma _2}}}{{{X^2}}} + {\left( {\frac{{{\sigma _2}}}{Y}} \right)^2} + \frac{{{\tau _{12}}}}{S} = 1$

蔡—胡（Tsai-Wu）准则：

${F_{11}}\sigma _1^2 + 2{F_{12}}{\sigma _1}{\sigma _2} + {F_{22}}\sigma _2^2 + {F_{66}}\sigma _6^2 + {F_1}{\sigma _1} + {F_2}{\sigma _2} = 1$

${F_{11}} = \frac{1}{{{X_t}{X_c}}}$

${F_{22}} = \frac{1}{{{Y_t}{Y_c}}}$

${F_{66}} = \frac{1}{{{S^2}}}$

${F_1} = \frac{1}{{{X_t}}} - \frac{1}{{{X_c}}}$

${F_2} = \frac{1}{{{Y_t}}} - \frac{1}{{{Y_c}}}$

霍夫曼（Hoffman）准则：

$\frac{{\sigma _1^2}}{{{X_c}{X_t}}} - \frac{{{\sigma _1}{\sigma _2}}}{{{X_c}{X_t}}} + \frac{{\sigma _2^2}}{{{Y_c}{Y_t}}} + \frac{{{X_c} - {X_t}}}{{{X_c}{X_t}}}{\sigma _1} + \frac{{{Y_c} - {Y_t}}}{{{Y_c}{Y_t}}}{\sigma _2} + \frac{{\tau _{12}^2}}{{{S^2}}} = 1$

扩展阅读

孙侠生．民用飞机结构强度刚度设计与验证指南：第一册．北京：航空工业出版社，2012．