Tsai-Wu破壊基準 — トラブルシューティングガイド

Tsai-Wu基準の適用ミスは材料座標系と強度値の設定に集中している。

完全に間違い。Tsai-Wu基準は材料座標系（1: 繊維方向、2: 直交方向）の応力で評価する。グローバル座標系の応力やvon Mises応力は複合材の破壊判定には使えない。

確認方法：

• FEMの出力で「S11, S22, S12（材料座標系）」を使っているか
• NastranではELEMENT STRAIN/STRESS（FIBER DIRECTION）で出力

$F_{11} = 1/(X_t X_c)$ だから、強度の単位が MPa か GPa かで $F_{11}$ が $10^6$ 倍変わる。FI の値が非現実的になる。

デバッグ方法：$\sigma_1 = X_t$ を代入して $FI \approx 1$ になるか確認。1からかけ離れていたら強度値の単位が間違っている。

$F_{12}$ は二軸応力状態でのみ影響する。一軸応力なら $F_{12}$ の影響はない。

もし結果が $F_{12}$ に強く依存するなら：

• 二軸応力が支配的な荷重状態だ
• $F_{12}$ の精密な決定が必要
• 感度分析で $F_{12}$ の上下限を試す

Tsai-Wu基準の本質的な限界。対策：

• Hashin基準で追加評価 — 4つの破壊モードを区別
• 応力の支配成分を確認 — $\sigma_1$ 支配なら繊維破壊の可能性、$\sigma_2$ 支配ならマトリクス破壊

• 材料座標系の応力で評価 — グローバル座標やvon Misesは使えない
• 強度値の単位を確認 — $\sigma = X_t$ で $FI \approx 1$ になるかテスト
• $F_{12}$ の感度分析 — 二軸応力で影響大
• 破壊モードの区別 → Hashin基準を併用
• B-basis vs. 平均値 — どちらの強度値を使っているか明示

この1点チェックでTsai-Wu基準の設定ミスの大半を発見できる。