CYBERNET

CAEを学ぶ

異方性(いほうせい)

英訳:anisotropic(異方性)/ orthotropic(直交異方性)

CAEにおける異方性とは、方向により特性が異なる材料物性を指すことが多いです。
構造解析では、X方向・Y方向・Z方向それぞれでヤング率が異なるような材料は異方性材料です。

異方性には直交異方性と異方性(完全異方性ともいう)があります。
以下、構造解析を例に説明します。

構造解析で応力とひずみは、以下の式で関係付けられます。

ここで[D]はDマトリクス(弾性係数マトリクス)です。
[D] -1 は弾性コンプライアンスマトリクスです。

異方性(完全異方性)は、Dマトリクスのc 11~66 の係数をすべて指定します。

直交異方性では、しばしば[D] -1 マトリクス(弾性コンプライアンスマトリクス)を工学表記で次のように表します。

[D] -1 マトリクスは、対称であると想定されるため、以下のようになります。

上記の関係のため、各ポアソン比は独立な値ではありません。

直交異方性材料を定義するには、以下のパラメータが必要になります。
各方向の縦弾性率:E x ,E y ,E z
各方向の横弾性率:G xy ,G yz ,G xz
大ポアソン比:ν xy yz xz
(大ポアソン比の代わりに小ポアソン比を入力してもよい)

もし、E x =E y =E z で、かつ、ν xy =ν yz =ν xz であれば、等方性材料となります。

Ansysにおける取扱い

  • Ansysでは直交異方性材料および異方性材料を利用できます。
  • 構造解析における異方性弾性はANELと略して表記されることがあります。

CAE用語辞典の転載・複製・引用・リンクなどについては、「著作権についてのお願い」をご確認ください。

Ansys、ならびにANSYS, Inc. のすべてのブランド名、製品名、サービス名、機能名、ロゴ、標語は、米国およびその他の国におけるANSYS, Inc. またはその子会社の商標または登録商標です。その他すべてのブランド名、製品名、サービス名、機能名、または商標は、それぞれの所有者に帰属します。本ウェブサイトに記載されているシステム名、製品名等には、必ずしも商標表示((R)、TM)を付記していません。 CFX is a trademark of Sony Corporation in Japan. ICEM CFD is a trademark used by Ansys under license. LS-DYNA is a registered trademark of Livermore Software Technology Corporation. nCode is a trademark of HBM nCode.