層間剥離解析 — トラブルシューティングガイド

CZMは非線形解析の中でも特に収束が難しい。

対策（段階的に）：

1. 粘性正則化 — *DAMAGE STABILIZATION で $\eta = 10^{-5}$ 程度

2. 増分を小さく — 最小増分 $10^{-10}$

3. 安定化法 — *STATIC, STABILIZE

4. 陽解法に切り替え — Abaqus/Explicit

衝撃解析は元々陽解法だから問題ないが、準静的な問題（DCB試験等）でも陽解法が使われることがある。質量スケーリングで安定時間増分を大きくし、運動エネルギー/全エネルギー < 5%を確認する。

確認項目：

• 界面強度が正しいか — 高すぎると剥離が遅れ、低すぎると早く広がる
• $G_c$ が正しいか — DCB/ENF試験のシミュレーションで検証済みか
• CZMメッシュが十分細かいか — プロセスゾーンに3要素以上
• 層間の位置が正しいか — 実験で剥離が起きる層間にCZMを配置しているか

全層間にCZMを入れれば自動的に最弱の界面が剥離するが、計算コストが膨大。実務では繊維角が急変する層間（例: 0°/90°界面）に優先的にCZMを配置する。

• 大きすぎる → 条件数が悪化、収束困難
• 小さすぎる → 剥離前に界面が開いてしまう。荷重伝達が不正確

初期剛性の目安：$K = \alpha E_3 / t_{ply}$、$\alpha = 10 \sim 100$。AbaqusのデフォルトはPENALTY STIFFNESSの自動計算。手動設定の場合はこの範囲で試す。

• 収束困難 → 粘性正則化、増分縮小、陽解法への切り替え
• 剥離面積の不一致 → 界面強度、$G_c$、メッシュ密度、CZMの配置層間を確認
• 初期剛性 → $E_3/t_{ply}$ の10〜100倍。自動計算の利用を推奨
• 検証の基本 → DCB/ENF試験のシミュレーションが全てのスタートライン

クーポンレベルの検証なしに構造レベルの予測を信じてはいけない。これは複合材解析だけでなく、全てのFEM解析に共通する原則だ。