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対話型シミュレーター

複合材料積層板の ABD 行列とカップリングシミュレーター

複合材積層板のABD概算として、単層弾性率、積層角、積層数から A11、D11、総厚を評価します。

パラメータ入力
繊維方向 Ex
GPa

繊維方向 Ex を入力します。

直交方向 Ey
GPa

直交方向 Ey を入力します。

せん断弾性率 Gxy
GPa

せん断弾性率 Gxy を入力します。

積層角 θ
deg

積層角 θ を入力します。

積層数
count

積層数 を入力します。

単層厚
mm

単層厚 を入力します。

計算結果
—
軸方向等価剛性
—
A11 指標
—
D11 指標
—
総厚
角度による剛性変化
A/D 成分内訳
角度と積層数の剛性マップ
物理モデルと主要式

$$\bar Q(\theta)\rightarrow A=\sum \bar Q_k t_k,\quad D=\sum \bar Q_k z_k^2t_k$$

この簡易モデルは主要な関係だけを扱います。境界条件、損失、非線形性、規格上の補正は必要に応じて別途確認します。

読み取り方

主グラフで支配的な変化を見て、数値カードだけでは見落としやすい折れ点や飽和を確認します。

感度図では、余裕が急に小さくなる入力の組み合わせを探します。

初期設計では結果の絶対値より、どの入力が余裕を支配するかを重視します。

会話で学ぶ複合材料積層板の ABD 行列とカップリング

🙋
複合材料積層板の ABD 行列とカップリングでは、まずどこを見ればいいですか？繊維方向 Exを動かすと図も数値も同時に変わるので、少し迷います。
🎓
最初は軸方向等価剛性を見ます。ただし数字だけで判断せず、角度による剛性変化で前提の形や状態を確認し、A/D 成分内訳で分布や変化の出方を合わせて読みます。主グラフで支配的な変化を見て、数値カードだけでは見落としやすい折れ点や飽和を確認します。
🙋
繊維方向 Exを大きくすると軸方向等価剛性が変わりそうなのは分かります。では、直交方向 Eyはどのくらい効いていると考えればいいですか？
🎓
直交方向 Eyを少しずつ動かしてA11 指標の動きを見ると、支配している項が見えてきます。この簡易モデルは主要な関係だけを扱います。境界条件、損失、非線形性、規格上の補正は必要に応じて別途確認します。 1点の計算で終わらせず、実際にばらつきそうな範囲を往復させるのが大事です。
🙋
角度と積層数の剛性マップは何を見るための図ですか？普通のグラフだけでも判断できそうに見えます。
🎓
角度と積層数の剛性マップは、危険側に入る境界や、余裕が急に崩れる組み合わせを探すための図です。感度図では、余裕が急に小さくなる入力の組み合わせを探します。 例えば設計案の一次比較とレビュー前の論点整理では、単一点の値より「少し条件がずれたらどうなるか」が効きます。
🙋
では、軸方向等価剛性が基準内なら、この条件をそのまま採用してよいですか？
🎓
ここでは初期検討として扱います。詳細解析に入る前の支配因子と危険側条件の絞り込みや教育・説明用に式、数値、可視化を同じ条件で確認には役立ちますが、最終判断では規格値、実測値、詳細解析、メーカー条件で確認してください。初期設計では結果の絶対値より、どの入力が余裕を支配するかを重視します。

実務での使い方

設計案の一次比較とレビュー前の論点整理。

詳細解析に入る前の支配因子と危険側条件の絞り込み。

教育・説明用に式、数値、可視化を同じ条件で確認。

よくある質問

軸方向等価剛性とA11 指標を先に見ます。次に角度による剛性変化で前提の状態を確認し、A/D 成分内訳で分布や変化の偏りを読みます。主グラフで支配的な変化を見て、数値カードだけでは見落としやすい折れ点や飽和を確認します。
繊維方向 Exを単独で動かしたあと、直交方向 Eyも同じ幅で動かして軸方向等価剛性の変化量を比べます。角度と積層数の剛性マップを見ると、どの組み合わせで余裕や性能が急に変わるかを把握できます。
設計案の一次比較とレビュー前の論点整理に使います。単一点の数値ではなく、入力範囲を少し広げて軸方向等価剛性の余裕が保てるかを確認すると、詳細解析へ進む前の論点整理に役立ちます。
この簡易モデルは主要な関係だけを扱います。境界条件、損失、非線形性、規格上の補正は必要に応じて別途確認します。最終判断では規格値、実測値、詳細解析、メーカー条件を確認してください。