等方性 — CAE用語解説

等方性は、材料の物性が方向によらず同じであるという性質だ。鋼やアルミの多結晶金属は、マクロ的には等方性と見なせる。弾性係数はヤング率Eとポアソン比νの2つだけで表現できるから、扱いが楽なんだよ。

等方性ならせん断弾性率GもG=E/2(1+ν)で自動的に決まるからね。対して直交異方性は9個、一般の異方性は21個の弾性定数が必要。等方性の仮定がいかに強力な簡略化か分かるでしょう。

CFRP（炭素繊維強化プラスチック）は繊維方向と垂直方向で剛性が全然違うから直交異方性。圧延した鋼板も厳密には板面内と板厚方向で異なる。木材も繊維方向に強い典型的な異方性材料だよ。

鉄やアルミの機械部品なら等方性で十分なことが多い。ただし圧延板のプレス成形ではr値（ランクフォード値）の面内異方性が効くから、Hill の異方性降伏基準を使うのが一般的だね。目的と必要精度で判断するよ。

材料選択と同じで「本当に等方性でいいか？」と一瞬立ち止まる習慣があると解析品質が上がるよ。