CLT — CAE用語解説

そう、CLT（Classical Laminate Theory / 古典積層板理論）はCFRP（炭素繊維強化プラスチック）やGFRP積層板の力学的挙動を予測する理論だ。各プライ（一層の繊維+樹脂の薄板）を角度を変えて積み重ねた積層板の剛性・強度を計算できる。航空機の翼・胴体パネル、レーシングカーのシャシー、風力タービンブレードなど軽量高剛性が求められる構造に不可欠な理論だ。

積層構成（スタッキングシーケンス）を最適化することで、等方性材料では不可能な特性が作れる。例えば[0/90/±45]sという対称積層では面内方向に近い等方性を持たせられる。[0/90]のみだと90°方向の剛性が0°の1/10以下になるから方向依存が強くなる。CLTの[A/B/D]マトリクス（膜剛性・連成剛性・曲げ剛性）を計算することで、荷重に対する面内変形・曲げ・ねじれの結合挙動を予測できる。

シェル要素に積層定義を与える方法が主流だ。AbaqusならComposite Section、AnsysならACP（Ansys Composite PrepPost）で各プライの材料・角度・厚さを定義すると、CLTに基づいた等価板剛性が自動計算される。破壊判定にはTsai-Wu基準やHashin基準がよく使われる——これらは繊維破断・マトリクスクラック・層間はく離を別々に評価する。プライ間の層間せん断を捉えるには3Dソリッド要素やCoHesive層間要素が必要になる。

CLTは面内・曲げ応力の予測には強いけど、端部（エッジ）や切り欠き近傍の層間応力、衝撃後圧縮強度（CAI）、デラミネーション進展は扱えない。実務では「概念設計→CLTで積層最適化→3D FEM+破壊則で詳細検討→試験検証」という段階的プロセスが標準だ。航空機部品は最終的に材料認定試験（クーポン→要素→サブコンポーネント→フルスケール）まで必要で、解析だけでは認証が下りないよ。