解析講座 構造解析技術者のための複合材料入門(1)
〜複合材料の概要と力学的特性(直交異方性材料の力学)〜
著者 日本大学 生産工学部 機械工学科 平山 紀夫 様

目次

  1. はじめに
  2. 複合材料の特徴
  3. 直交異方性材料のフックの法則
  4. 一方向強化複合材料の任意方向におけるフックの法則
  5. おわりに

1. はじめに

複合材料(Composite material)は、ここ十数年で、航空機産業や自動車産業を中心に、私達の日常生活のなかで広く知られる存在になり、複合材料を対象にしたCAEも飛躍的に進歩しました。しかしながら、現状の優れたCAEツールを駆使したとしても、構造解析技術者が複合材料の解析を容易に行えるようになったわけではないと感じています。

著者は、複合材料の構造設計の難しさは、異方性の材料設計と構造設計の両方を同時並行で行わなければならない点にあると思っています。これは逆に考えれば、複合材料がユーザーニーズに合わせて材料設計ができる『テーラード・マテリアル』であることを意味しており、複合材料の最大の魅力でもあります。今回、複合材料の一般的な力学的な解説に加え、CAE(特にANSYSやANSYSWorkbench)を駆使して構造解析を行っている技術者の方々が、複合材料の構造解析を始めるに当たって必ず押さえておきたい点についてご紹介したいと思います。

今後4回に渡って次のような内容で連載を予定しています。
第1回 複合材料の概要と力学的特性(直交異方性材料の力学)
第2回 積層材料の力学的挙動とFEM解析における留意点
第3回 複合材料の破壊現象と各種破壊則

2. 複合材料の特徴

複合材料は2つ以上の異なる材料を複合して、単体の材料では実現ができなかった優れた材料特性を実現することが可能です。たとえば...

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