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Historique et types de critères de rupture des composites

Nous traitons ici uniquement d’une approche macroscopique et des critères les plus couramment utilisés.
 
Les critères énergétiques de rupture de Tsai-Hill (1965), Ashkenazi et Fisher. Les deux premiers  Tsai-Hill et Ashkenazi sont surtout utilisés pour des composites à fibres unidirectionnelles. Hill a appliqué un critère de plasticité proposé par Von Mises pour les corps anisotropes sous la forme d’une expression quadratique du tenseur des contraintes.
 
Les critères tensoriels de Tsai-Wu et Hoffman. En 1971, Tsai et Wu ont systématisé le critère énergétique de Hill en exprimant un critère général de résistance au moyen de deux tenseurs de fragilité. En considérant des champs de contraintes élémentaires, on peut relier les fragilités aux contraintes ultimes.
 
Notons que l’on rencontre pour ces deux derniers critères de rupture la même difficulté que dans les critères énergétiques au niveau de la détermination des fragilités de couplage F12, F13 et F23. (Pour information, le premier est le terme « d’interaction de Tsai-Wu » à renseigner dans Nastran).
 
Critère phénoménologique de Hashin. Ce critère présenté, en 1980, par Hashin  s’applique aux composites unidirectionnels et est basé sur quatre modes principaux de rupture (traction, compression de la matrice et des fibres) du matériau induits par des critères tensoriels. L’avantage de ce critère est de mettre en évidence les modes de rupture du matériau.
 
Aborder la rupture des matériaux par la notion de critère est une approche pessimiste. En effet, si le critère est violé en un ou plusieurs points, la rupture apparaît en ces points, mais on ne peut présager de l’évolution des défauts. La démarche est donc fondamentalement différente de celle de la mécanique de la rupture.

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