解析講座 構造解析技術者のための複合材料入門(4)
〜複合材料のミクロ・マクロ解析〜
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. 均質化法を使用したマルチスケール解析
  3. 均質化法に基づく均質化解析(数値材料試験)
  4. 均質化法に基づく複合材料の局所化解析
  5. 非線形材料の数値材料試験(非線形解析への拡張)
  6. おわりに

1. はじめに
前回に解説した「複合材料の破損強度則」は、複合材料の破壊をマクロな応力の視点で予測する強度則です。このような強度則は、比較的容易に破損を判断できるため、工学的には非常に有用で広く利用されています。しかしながら、実際の複合材料はミクロな構造が周期的に配置され、その内部のミクロな応力状態は均一ではありません。複合材料を構成する繊維と樹脂の材料界面では、2 つの材料の機械的特性の違いに起因する高い応力集中が発生します。そのため、ミクロ構造の局所的な破壊が進展し、マクロな破損や破壊に至ると考えられます。したがって、複合材料の破損・破壊予測を精度よく行うためには、複合材料のミクロ構造に発生している応力を評価することが必要になります。また、マクロな解析を行うためには、解析対象の複合材料を直交異方性と仮定しても9 個の独立な弾性係数を計測する必要があります。

本解説では、2 章で均質化理論1)にもとづいた「ミクロ−マクロ構造の連成解析」...

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