解析講座 構造解析技術者のための複合材料入門(3)〜複合材料の破損強度則〜
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. 複合材料の破損強度則
  3. 各種の破損強度則
  4. 破損強度則の積層板への適用
  5. おわりに

1. はじめに
前回までに解説した「一方向強化複合材料(一方向材)と積層板(積層材)の力学」は、複合材料の変形挙動に関する力学です。そして、どのような材料も力を加えて変形させていくと、ある値を超えると元に戻らなくなったり、壊れたりします。材料設計や構造設計をする場合には、この破損・破壊現象を定量的に予測しなくてはなりません。

しかしながら、複合材料は強度にも強い異方性を持つため、その破損・破壊を予測することは等方性材料のように簡単ではありません。等方性材料の場合は、最大引張強度、最大圧縮強度、最大せん断強度の決定により破壊の予測が可能ですが、強度に異方性がある複合材料では、これらの定数を当てはめるだけでは十分ではありません。複合材料の破壊を判定する際には、どのような負荷状態においてもすべての材料軸方向の応力成分を調べなくてはなりません。複合材料の組み合わせ応力下での材料の破損を規定する条件は破損強度則と呼ばれ、これまでに様々な理論が提案されています。

今回は、連続繊維によって強化された複合材料の破損・破壊を定量的に予測するための...

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