複合材料積層板 CLT計算ツール
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Composite / CLT

複合材料積層板 CLTシミュレーター

古典積層理論(Classical Lamination Theory)に基づくABD行列、面内歪み・曲率、各ply応力、Tsai-Wu/Tsai-Hill破壊基準をリアルタイム計算。CFRP・GFRPの積層設計検討に。

材料特性
E₁ [GPa]140
E₂ [GPa]10
G₁₂ [GPa]5.0
ν₁₂0.30
ply厚さ・強度
ply厚 t_k [mm]0.125 mm
F₁t [MPa]1500
F₁c [MPa]1200
F₂t [MPa]50
F₁₂ [MPa]70
積層構成 (layup)
Presets積層
各plyの繊維角度(ply 1〜8、度)
適用荷重(合力)
Nₓ [N/mm]100
Nᵧ [N/mm]0
Nₓᵧ [N/mm]0
Mₓ [N·mm/mm]0
等価 Eₓ [GPa]
等価 Eᵧ [GPa]
等価 Gₓᵧ [GPa]
等価 νₓᵧ
最小破壊指数 (Tsai-W)
最大 σ₁ [MPa]
総板厚 [mm]
積層対称性
各ply 面内主応力 σ₁・σ₂・τ₁₂ (材料主軸)

CLT 基本式

積層板の合力-歪み関係(ABD行列):

$$\begin{bmatrix} N \\ M \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} A & B \\ B & D \end{bmatrix} \begin{bmatrix} \varepsilon^0 \\ \kappa \end{bmatrix}$$

各ply応力(材料主軸):$\{\sigma\}_k = [Q]_k [T]_k \{\varepsilon\}(z_k)$

$A_{ij} = \sum_k \bar{Q}_{ij}^{(k)} (z_k - z_{k-1})$,$D_{ij} = \frac{1}{3}\sum_k \bar{Q}_{ij}^{(k)} (z_k^3 - z_{k-1}^3)$

CAE Applications: AbaqusのComposite Shell要素やNastranのCQUAD4でも内部的にCLT計算を行っている。CLT手計算との照合はFEMモデル検証(V&V)の第一ステップ。PCOMP/PLY定義時の積層順序・角度符号規則に注意。
Tsai-Wu 破壊指数(各ply)& ABD行列表示
ABD行列 [N/mm, N·mm/mm, N·mm]
計算中...
ply別応力・破壊指数テーブル
Ply #角度 [°]σ₁ [MPa]σ₂ [MPa]τ₁₂ [MPa]Tsai-Wu FITsai-Hill FI判定

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