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Comprendre les critères de rupture et marges de sécurité des composites avec Nastran lors d’une analyse éléments finis (FEA – Finite elements Analysis)

Quand vous utilisez une carte PCOMP dans Nastran, vous pouvez choisir de déterminer une sortie sous forme d’un critère de rupture (Failure index FI) et d’une marge de sécurité (Strength Ratio SR). Que ce soit pour chaque pli comme pour la résine (interlaminaire).
 
Ces critères font référence à une surface de rupture. Soit la valeur est supérieure à 1 et alors vous êtes en dehors de cette surface (il y a rupture théorique) soit la valeur est inférieure à 1 et vous êtes à l’intérieure de cette surface (il n’y a pas de rupture théorique).
 
Dans Nx/Nastran, cette surface peut être déterminée suivant les théories de Hill, Hoffman, Tsai-Wu ou de déformation maximale.
 
La marge de sécurité SR indique quelle marge existe sur la charge par rapport à une rupture théorique. A noter que son calcul varie suivant le critère utilisé. Pour un critère de Hill, elle correspond à 1 divisé par la racine carrée du critère alors que pour un critère de Tsai-Wu, elle est solution d’un polynôme du second degré. Pour la résine « entre plis » elle correspond tout simplement à un divisé par le critère de rupture. Notons que dans cette dernière hypothèse le critère de rupture correspond au cisaillement maximal divisé par le cisaillement interlaminaire admissible (« bond shear allowable » défini au niveau de la propriété PCOMP).

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