複合材モデル解析

CAEのあるものづくり Vol.17｜公開日：2012年10月

目次

Ansys Workbench Mechanicalの積層断面機能を使った複合材モデル解析

はじめに

合板や繊維強化プラスチック（FRP）など、複合材の構造は一般的に薄板構造が多く、有限要素モデルを構築する際の要素タイプにシェル要素がよく使われます。
Ansys WorkbenchMechanicalのシェルモデルは、Ver.13.0まで単一材料のみ対応していましたが、Ver.14.0から積層シェル要素を用いることで積層の複数材料も定義できるようになりました。
そこで今回は、積層シェル要素を使ったモデル化についてご紹介します。

積層シェルモデルの特徴

図１ アウトラインツリーとワークシート

積層シェルモデルは、シェル要素の断面情報として各層の厚み、材料特性を定義します。層毎の要素作成や層間結合を行う必要はありません。
また、層毎に材料の方向を指定できるため、繊維強化プラスチックのような方向により強度が異なる積層構造の複合材にも適用することが可能です。
Ver.13.0までのAnsys WorkbenchMechanical環境では積層シェルモデルに対応していませんでしたが、Ver.14.0から標準機能※として積層断面定義をサポートしました。
※積層断面定義の機能をご使用になる場合は、AnsysProfessional NLT以上のライセンスが必要となります。

積層シェルモデルの機能

積層断面を定義するアウトラインツリーと積層断面情報を定義するワークシートを図1に示します。設定手順は以下のとおりです…