基体成分失效准则（单向复合材料）

后续假设将用于单向复合材料的基体成分失效准则的开发。

1. 假定基体失效受所有六个基体平均应力分量 、、、、 和 影响。
2. 假定基体成分材料为横向各向同性；因此，既无法区分 和 对基体失效的影响，也无法区分 和 对基体失效的影响。
3. 对生成的基体失效中的平均法线应力（、 和 ）的影响具体取决于法线应力是拉伸应力还是压缩应力。
4. 尽管基体成分视为横向各向同性，但假定基体失效是各向同性事件。换言之，无论特定的应力分量组合是否对生成基体失效负有责任，基体成分刚度上的基体失效效应都将保持不变。特别是，当发生基体失效时，每个基体平均模量（、、、、、）都将缩减至其原始值的用户定义的百分比（默认值 = 10%），而假定基体平均泊松比（、、）保持不变。

使用以下四个基本假设，来自美国怀俄明大学的研究人员与 Autodesk 一同开发了以下基体失效准则，该准则可表示为基体平均应力分量的二次函数。

在方程22 中，量 (j = 1,2,3,4) 是基体平均应力状态的横向各向同性的不变量。

量 (i = 1,2,3,4,5) 是基体失效准则的可调整系数。在方程22 中，如果上标符号“±”位于可调整系数 的前面，则表示 的数值取决于关联的基体平均应力是拉伸应力还是压缩应力；因此 表示两个可能的值。对于系数 ，实际上有四个可能的值，具体取决于 是正值还是负值，还取决于 是正值还是负值。因此，基体失效准则（方程22）总共包含 10 个可调整系数，这些系数必须根据测量的复合材料强度确定。

值得注意的是，构成不变量的基体平均应力分量是总应力项。也就是说，它们同时包含机械应力和热应力。当热残余应力计算处于激活状态时，因材料的固化后冷却而产生的基体成分中的残余应力将显式包含在总应力中，这将先于任何外部应用的机械载荷或热载荷。这些残余应力是由于纤维和基体成分的热膨胀系数中的差异所造成的。通常，在复合材料的固化后冷却期间，基体成分将尝试收缩得比纤维成分的更多。因此，基体成分将显示拉伸热残余应力，纤维成分将显示压缩残余应力。有关如何确定这些热残余应力的说明，请参见热残余应力主题。