異方性(いほうせい)

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 ,ν _yz ,ν _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。